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Full text of "Les accumulateurs électriques, théorie et technique, descriptions, applications"

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LES 


ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

THÉORIE  ET  TECHNIQUE 
DESCRIPTIONS  —  APPLICATIONS 


LES 


ACCUMULATEURS 

ÉLECTRIQUES 

THÉORIE    ET   TECHNIQUE 
DESCRIPTIONS    -    APPLICATIONS 


PAR 


L.   JUMAU 

IlfOÉNIEUR -ÉLECTRICIEN 


PARIS   (Vi) 
V«   GH.    DUNOD,    ÉDITEUR 

49,  anal  d«s  Oranda-AugaatiiM,  49 
1904 


.94360^ 


TNN 
.J95 


PRÉFACE 


Une  des  questions  les  plus  intéressantes  de  TÉlectricité  est 
sans  contredit  celle  des  accumulateurs  électriques. 

Au  point  de  vue  théorique,  il  est  peu  de  problèmes  aussi 
passionnants  que  la  recherche  et  Tétude  des  piles  réversibles. 

Considérés  au  point  de  vue  pratique,  les  accumulateurs  se 
classent  actuellement  parmi  les  auxiliaires  les  plus  précieux 
de  l'industrie  électrique.  Malgré  leurs  imperfections  indus- 
trielles, leurs  applications  sont  devenues  très  nombreuses  et 
il  n'est  pas  téméraire  de  prédire  le  plus  bel  avenir  à  un  accu- 
mulateur supérieur  à  ceux  actuellement  existants. 

Ces  dernières  années  ont  été  très  fertiles  en  travaux  de  toutes 
sortes  sur  cette  question  :  études  théoriques  et  expérimentales, 
procédés  de  fabrication,  nouvelles  utilisations. 

Ne  connaissant  aucun  ouvrage  d'ensemble  résumant  toutes 
nos  connaissances  sur  Tétat  actuel  de  cette  question,  nous  avons 
pensé  faire  œuvre  utile  en  essayant  de  combler  cette  lacune. 

Dans  cet  essai,  nous  avons  accordé  la  plus  large  place  aux 
accumulateurs  au  plomb,  qui  sont  encore  les  seuls  employés 
d'une  façon  générale.  Cependant,  nous  y  étudions  avec  le  plus 
possible  de  détails  les  autres  accumulateurs  proposés,  ces  der- 
niers étant  plus  que  jamais  à  l'ordre  du  jour  à  la  suite  de 
nouvelles  recherches  retentissantes. 

Notre  traité  comprend  trois  parties  : 

l""  Théorie  et  technique  générale  des  accumulateurs  ; 

Z"  Descriptions  des  accumulateurs  ; 

3*  Applications  des  accumulateurs. 


YI  PRÉFACE 

Dans  la  première  partie,  après  un  résumé  des  notions  indis- 
pensables d'électrolyse,  nous  étudions  au  point  de  vue  général 
Télémentau  plomb  ainsi  que  les  différents  autres  couples. 

La  deuxième  partie  se  rapporte  à  la  description  des  diffé- 
rentes plaques  et  des  différents  éléments,  aux  procédés  de 
fabrication;  on  y  trouve  également  une  monographie  des 
principaux  accumulateurs  fabriqués  dans  le  monde  entier. 

Enfin,  dans  la  troisième  partie,  nous  analysons  les  différentes 
applications  des  accumulateurs  en  recherchant  pour  chacune 
de  ces  applications  les  qualités  que  Ton  doit  exiger  des  accu- 
mulateurs. 

Nous  espérons,  qu'ainsi  présenté,  notre  ouvrage  pourra  inté- 
resser tous  ceux  qui  étudient,  qui  fabriquent  ou  qui  utilisent 
les  accumulateurs  électriques. 

L.    JUMAU. 


TABLE  DES  MATIÈRES 


PREMIÈRE  PARTIE 
THÉORIE  ET  TECHNIOUB  GÉNÉRALE  DES  AGGUHULATEURS 

CHAPITRE  I 

Historique  1 

CHAPITRE   II 

Rotions  générales  d'électrolyse 

Définitions 7 

Lois  générales  de  Télectrolyse 8 

!•  Loi»  qualitatives 8 

2*  Actions  secondaires 8 

3«  Lois  quantitatives 9 

Théorie  physique  de  la  pile 14 

Constitution  des  électrolytes 18 

Théorie  de  la  dissociation  électrolytique  ou  théorie  d*Arrhénius 20 

!•  Pression  osmotique 20 

£•  Tension  de  vapeur. 20 

3»  Point  de  congélation. , 21 

4*  Propriétés  des  solutions  étendues 21 

5*  Discussion  de  la  théorie  d'Arrbénius 22 

Conductibilité  des  électrolytes 22 

Variation  de  la  conductibilité  avec  la  température 2G 

CHAPITRE  III 

Théorie  chimique  de  raccumnlateur  au  plomb 

Généralités  sur  les  accumulateurs 27 

Constitution  chimique  des  électrodes  de  Taccumulateur  au  plomb 28 

Sur  les  produits  suroxygénés  de  Télectrolyse  de  Tacide  sulfurique 30 

Occlusion  des  gaz  hydrogène  et  oxygène  dans  les  plaques 35 

Travaux  de  Planté 36 

Travaux  de  Faure 37 

Travaux  de  Gladstone  et  Tribe.  Théorie  de  la  double  sulfatation 38 

Travaux  divers  confirmant  ou  infirmant  la  théorie  de  la  double  sulfatation.  40 

Hypothèse  de  Drzewiecki 46 

Hypothèse  de  Pitz-Gérald 48 

Travaux  de  J.-H.  Gladstone  et  W.  Hibbert 49 


Vni  TABLE  DES  MATIÈRES 

Travaux  daG.  Darrieus 49 

1*  Constitution  chimique  de  raccumulateur  avant  décharge 50 

a)  Plaque  pofitive 50 

b)  Electrolyte 51 

e)  Plaque  négative 51 

3*  Constitution  chimique  de  raccumulateur  après  décharge 52 

a)  Plaque  poritive 52 

6)  Electrolyte 54 

e)  Plaque 'négatÎTe 54 

3*  Discussion  des  phénomènes  de  charge  et  de  décharge 54 

Discussion  de  la  théorie  de  Darrieus 58 

Théorie  de  Elbs '. 59 

Hypothèse  de  Gooper 62 

Travaux  de  Mugdan 63 

1*  Détermination  de  la  quantité  de  sulfate  formé  pendant  la  décharge 63 

2*  Détermination  de  la  quantité  d'acide  sulfurique  absorbé  par  les  plaques 

après  décharge 64 

3*  Sulfatation  de  Toxyde  de  plomb 66 

4*  Démonstration  de  la  présence  unique  des  trois  corps  Pb,  PbOS  et  PbS04...  67 

flypothèse  de  E.-J.  Wade 68 

Expériences  de  Pfaff.. .      .• 13 

Conclusions  générales  sur  les  réactions  chimiques  de  raccumulateur 75 

CHAPITIIE  IV 

Étude  thermodynamique  de  raocumnlateur  au  plomb 

Les  diiTérentes  théories  et  la  loi  de  Thomson 78 

Le  coefficient  de  température  de  raccumulateur  au  plomb 84 

Discussion  des  différentes  théories  au  point  de  vue  thermodynamique 90 

CHAPITRE  V 

L'aceumnlateur  au  plomb  et  la  théorie  des  ions 

Tension  de  dissolution 93 

Formule  de  Nemst 95 

Théorie  de  Le  Blanc 97 

Théorie  de  Liehenow 101 

!•  Détermination  de  la  concentration  des  ions  PbO« 103 

2»  Détermination  de  la  force  électromotrice 105 

Ija  double  sulfatation  et  la  théorie  des  ions 106 

CHAPITRE  VI 

Force  électromotrice  de  raccumulateur  au  plomb 

Mesure  des  forces  électromotrices  et  différences  de  potentiel 107 

Electrodes  supplémentaires 109 

!•  Différents  types  d'électrodes  supplémentaires 109 

2*  Considérations  théoriques  sur  l'emploi  des  électrodes  supplémentaires 116 

3*  Considérations  pratiques  sur  l'emploi  des  électrodes  supplémentaires 118 

Variation  de  la  force  électromotrice  avec  la  concentration  de  Taeide 121 

!•  Déterminations  expérimentales 121 

2«  Déterminations  théoriques 127 

Variation  du  potentiel  de  chaque  électrode  avec  la  concentration  de  Tacide.  139 

!•  Déterminations  expérimentales , 139 


TABLE  DBS  MATIÈRES  IX 

2*  Déterminations  théoriques  de  Dolezalek 142 

3*  Déterminations  théoriques  de  Mugdan 144 

a)  ChalB«  de  eoBcentration  Pb,  PbS04,  H^SO^  éteoda  |  H2S04  cone«ntré,  PbSO^,  Pb.  147 

b)  Chaîne  de  concentration  PbO^,  PbSO«,  U^SOi  élenda  i  H3S0«  concentré,  PbS04, 

Pb02 147 

e)  Vérificationi  expérimentales 148 

4*  Résumé 150 

Variation  de  la  force  électrooiotrice  avec  la  pression  extérieure 152 

Variations  de  la  force  éleciromotrice  pendant  les  différents  états  de  Taccu- 

mulateur 154 

1*  Explications  de  Gladstone  et  Hibbert 154 

a)  Pendant  la  charge 156 

b)  —      le  repoi 157 

c)  —      la  décharge 157" 

«T;        —      le  repos  après  décharge 158 

e)  Conclusions 158 

2«  Explications  de  DaiTieus 161 

3*  Discussion  des  affirmations  de  DarrieuH 165 

4*  Conclusions  sur  les  causes  de  la  variation  de  la  force  électromotrice  pen- 
dant les  différents  états  de  charge  et  de  décharge 166 

Rétablis8en)£nt  de  la  force  électro motrice  après  charge  et  après  décharge..  167 

Réversibilité 170 


CHAPITRE  Vil 
Réaistaiice  intérienre  de  raccnmnlatear  aa  plomb 

Mesure  de  la  résistance  intérieure 1*73 

!•  Méthode  O.  Roux 174 

2»  Méthode  de  E.  Wythe  Smith 175 

3»  Méthode  de  C.  Boccali 177 

4»  Méthode  de  Uppenbom 178 

5»  Méthode  de  Frœlich '. 179 

6*  Méthode  de  Nemst  et  Haagn  modifiée  par  Gahl 180 

7'  Méthode  Bruger 181 

Variations  de  la  résistance  intérieure 1 83 

y  Influence  de  l'intensité i84 

2-  Influence  des  différents  étate  de  charge  et  de  décharge 185 

Répartition  de  la  résistance  intérieure 190 

!•  EIcctrolyte 190 

2»  Electrodes 193 


CHAPITRE  VIII 

Diflérence  de  potentiel  aux  bornes  de  raconmolatenr  an  plomb  201 

Variations  de  la  tension  aux  bornes  pendant  les  divers  états  de  charge  et 

de  déchaîne 202 

Variations  de  la  tension  anodique  et  de  la  tension  cathodique 205 

Sur  la  tension  de  polarisation  de  Tacide  sulfurique 213 

Etude  de  la  partie  initiale  de  la  courbe  de  décharge 2i6 

Variation  de  la  différence  de  potentiel  avec  Tintensité 220 

Variation  de  Tintensité  de  courant  lorsque  la  différence  de  potentiel  est 

maintenue  constante 229 


TABLE  DES  MATIÈRES 


CHAPITRE  IX 


Gapadté  de  racdunnlatenr  an  plomb.  236 

Sur  Tutilisation  de  la  matière  active 238 

Variation  de  la  capacité  en  fonction  de  l'intensité  de  décharge 241 

Influence  de  l'épaisseur  de  la  matière  active  sur  la  capacité 252 

Influence  de  la  porosité  de  la  matière  active  sur  la  capacité 255 

Influence  de  la  concentration  de  Tacide  sulfurique  sur  la  capacité 259 

Etude  de  quelques  phénomènes  dus  à  la  diffusion 266 

1*  Influence  des  états  antérieurs  sur  la  capacité 266 

2*  Mesure  des  vitesses  de  diffusion 271 

3*  Augmentation  de  la  capacité  par  une  diffusion  forcée 272 

Sur  les  courants  de  concentration 213 

Variation  de  la  capacité  avec  la  température 274 

!•  Expériences  de  G.  Heiin 275 

2*  Expériences  de  C.  Liagre 280 

3*  Expériences  sur  des  plaques  genre  Faure 283 

4*  Remarques  relatives  à  l'influence  de  la  température  sur  la  capacité 294 

Capacité  respective  des  deux  électrodes  positive  et  négative 295 

Influence  du  type  de  plaque  sur  la  capacité 296 


CHAPITRE  X 
Dorée  des  plaqaes  de  raccamnlatenr  an  plomb 

Variation  de  la  capacité  ries  positives  pendant  leur  fonctionnement 303 

!•  Plaques  à  grande  surface 303 

2«  Plaques  cmp&tées 304 

3"  Plaqnes  mixtes 305 

4*  Expériences  sur  la  variation  de  capacité  des  positives  avec  le  nombre  de 

décharges 306 

Sur  la  durée  des  positives 308 

1»  Chute  de  la  matière  active 308 

2*  Influence  de  la  forme  du  quadrillage  sur  la  durée  des  plaques  positives 

em])àtée8 : 314 

3*  Influence  de  la  densité  de  courant  sur  la  durée  des  positives 315 

4*  Influence  de  l'épaisseur  de  la  matière  active  sur  la  durée  des  positives 317 

b*  Influence  des  impuretés  de  IVleclrolyte  sur  la  durée  des  positives 319 

6*  Rôle  de  la  concentration  de  Tacide  et  de  la  température  sur  la  durée  des 

positives ^ 321 

?•  Conclusions  relativ«>s  à  la  durée  des  plaques  positives 321 

Variation  de  la  capacité  des  négatives  pendant  leur  fonctionnement. 323 

!•  Causes  de  la  diminution  de  capacité  des  négatives 325 

2"  Influence  de  diflférenls  facteurs  sur  la  durée  de?  négatives 326 

3»  Conclusions  relatives  à  la  durée  des  plaques  négatives 328 

Généralités  sur  la  variation  de  capacité  des  éléments  pendant  leur  fonc- 
tionnement    329 


CHAPITRE  XI 
Actions  locales  de  raccnmulatear  an  plomb 

Actions  chimiques 330 

Actions  électrochimiques 333 

Actions  locales  ducs  aux  impuretés 337 


TABLE  DES  MATIÈRES  XI 

CHAPITRE  XII 
Randement  de  raccniniilateur  an  plomb 

Pages. 

Rendement  en  quantité 353 

Rendement  en  énergie 357 

Causes  de  la  perte  d'énergie 368 

CHAPITRE  XIII 

itnde  de  la  formation  de  l'accnmnlatenr  an  plomb 

Plaques  einpâtées \ 372 

i«  Actions  chimiqaes  pendant  la  formation 375 

2*  Variations  de  la  tension  pendant  la  formation > . . .  381 

a)  Plaques  positives 381 

b)  Plaques  négatives 386 

3*  Formation  des  plaques  dont  la  matière  active  est  à  base  d'un  sel  de  plomb.  390 

4"  Autres  procédés  de  formation 391 

d*  Sur  le  dégagement  gazeux  pendant  la  formation 392 

6*  Formation  des  quadrillages  dans  les  plaques  empâtées 393 

Plaques  à  grande  surface 395 

!•  Formation  Planté 396 

2*  Formation  électrochimique • 403 

3*  Formation  après  traitement  chimique 413 

4*  Formation  par  dépôt  électrolytique 415 

CHAPITRE  XIV 

Étnde  des  accnmnlatenra  antres  qne  le  conple  réversible 
peroxyde  de  plomb,  acide  snlfnriqne,  plomb 

Accumulateur  au  plomb  avec  sulfates  alcalins  comme  éiectrolyte 416 

Accumulateurs  à  éiectrolyte  acide. suifurique 418 

!•  Accumulateur  peroxyde  de  plomb,  acide  sulfurique,  zinc 418 

2*              -                          —                     —                  cadmium 420 

3»             '—                         ■—                   ■  —                  cuivre 421 

4*             —                          —                     —                  antimoine "423 

5»              —                     '      —                      —                   bismuth 425 

6*              —                          —                     —                  argent 425 

7*             —          acide  antimonique,  acide  sulfurique,  plomb  spongieux 427 

Accumulateurs  a  deux  liquides 429 

Accumulateur  peroxyde  de  plomb,  acide  sulfurique,  soude,  zinc 429 

Accumulateurs  à  gaz 430 

Atrumulateurs  à  éiectrolyte  alcalin 434 

1  •  Accumulateur  zinc,  potasse,  oxyde  de  cuivre 434 

2»             _            —          —      oxyde  de  nickel 436 

3»             —          thallium,  soude,  peroxyde  de  thallium 441 

Accnmulateurs  k  éiectrolyte  invariable 442 

!•  Accumulateur  cuivre,  jwtasse,  peroxyde  d'argent 442 

2*              —          oxyde  ferreux,  potasse,  bioxyde  de  manganèse 443 

3*             —          cadmium,  soude,  oxyde  de  cuivre 443 

4»              —          fer,  potasse,  oxyde  de  nickel 445 

5«  Eiectrolyte  à  aluminate  alcalin 453 

6"  Accumulateur  cobalt,  potasse,  peroxyde  de  nickel 453 

Accumulateurs  aux  halogènes 454 

1"  Pile  réversible  au  chlorure  de  zinc 454 

2*            —            au  bremure  de  zinc 455 

3»           —           au  chlorure  de  brome 457 


XII  TABLE  DBS  MATIÈRES 

Pag«s. 

4"  Accumalateur  aa  chlorure  d'iode 458 

h*  Accumulateurs  sous  pression 458 

6"  Accumulateur  au  chlorure  de  fer 458 

?•             —          au  chlorure  d'argent 459 

8'             —          amalgame  de  sodium,  iodure  de  sodium,  iodure  mercurique.  460 
Sur  la  possibilité  d'obtenir  un  accumulateur  supérieur  à  Taccumulateur  au 

plomb 464 

Densités  des  solutions  d'acide  sulfurique.  Tableau  hors  texte 468 


DEUXIÈME  PARTIE 

DBSGRIPTIORS  DES  ACCnHULiTËURS  471 

CHAPITRE  1 

Procédés  ^érauz  de  fabrication  des  plaques  de  raccamiilateiir  an  plomb 

Constitution  des  supports 412 

Formes  diverses  des  plaques  à  grande  surface 473 

Fermes  diverses  des  supports  de  plaques  genre  Faure 480 

l"  Quadrillages  à  kme , 483 

2«  Plaques  à  grille 483 

3«  Plaques  à  cadre 486 

4»  Plaques  diverses 486 

CHAPITRE  II 

Constmction  des  plaqneâ  de  raccnmiilatear  an  plomb 

Coulée  des  plaques 492 

Travail  des  plaques  à  basse  température 495 

-CHAPITRE  m 
Empàtage  des  supports  de  l'acctunnlateur  au  plomb 

Constitution  des  pâtes  ou  poudres 506 

i»  Pâtes  à  base  d'oxydes  de  plomb 507 

2"  Matières  actives  à  base  de  plomb  poreux 515 

3«  Matières  actives  à  base  de  sels  de  plomb 516 

Procédés  d'application  des  matières  actives 517 

Empâlage  à  la  main  et  empàtage  mécanique M8 

CHAPITRE  IV 

Montage  des  accamnlateurs  an  plomb 

Bacs 523" 

Montage  des  plaques 526 

!•  Accumulateurs  cylindriques 529 

2"  Accumulateurs  à  «'leclrodes  bipolaires 529 

Séparateurs,  cloisons  poreuses,  enveloppes  de  plaques 531 

Sur  rimmobilisation  de  Télectrolyte 533 

Fermeture  des  éléments 533 

Connexions  des  plaques  entre  elles 537 


TAfiUI  DES  MATIÈRES  Xin 

CHAPITRE  V 
Monographie  des  accnmnlatears  an  plomb 

Pages. 
Accumulateurs  T.  E.  M.  de  la  Société  anonyme  pour  le  Travail  électrique 

des  métaux 540 

!•  Plaques , 540 

o)  PlAqnes  genre  Fanre 540 

b)  Plaques  genre  Planté 544 

c)  Plaques  nuxtes 544 

2»  Eléments 545 

a)  Eléments  à  poste  fixe 545 

■  b)  Eléments  de  traction 546 

e)  Eléments  transporlables  dirers 548 

Accumulateurs  Tudor  (Société  française  de  TAccumulateur  Tudor) 551 

!•  Plaques 551 

2«  Eléraente 553 

a>  ElémenU  à  poste  fixe 553 

b)  Eléments  de  traetion  et  éléments  transportables 555 

Accumulateurs  Majert  de  la  Compagnie  française  des  Accumulateurs  élec- 
triques «  Union  ». 556 

!•  Plaques 556 

a)  Plaque  positire 556 

b)  Plaque  négatire 560 

e)  Fonnation 561 

2-  ElémeuU 56:J 

Accumulateurs  Pollak  de  la  Compagnie  générale  électrique  de  Nancy 565 

!•  Plaques 565 

2*  Eléments 566 

a)  Eléments  à  poste  fixe 566 

6)  Eléments  transportables 569 

Accumulateurs  Pulmen  (Société  nouvelle  de  T Accumulateur  Fulmen) 571 

Accumulateurs  Blot 575 

!•  Plaques 575 

2»  Eléments 577 

Accumulateurs  Bœse.  Accumulateurs  Dinin 581 

Accumulateurs  Phénix  (Société  française  des  Accumulateurs  Phénix  et  So- 
ciété nouvelle  des  Accumulateurs  Phénix) 586 

Accumulateurs  Max 591 

!•  Plaques 591 

2»  Eléments 595 

Accumulateurs  Heinz 599 

!•  Plaques 599 

'>  Eléments 602 

a)  Eléments  à  grande  eapaeité  spécifique G02 

b)  ElémenUà  faible eapaeité  spécifique 603 

Accumulateurs  Oméga 604 

!•  Plaques 604 

o)  Plaque  positive 604 

b)  Plaque  négative -.  606 

2»  Eléments 607 

Accumulateur  rÉtampé,  de  la  Société  anonyme  d'Éclairage  et  d'Applications 

électriques  d'Arras 609 

!•  Plaques 609 

2*  Eléments 611 

Accumulateurs  Tribelhom 612 

1"  Accumulateurs  type  B 613 

2*  Accumulateurs  types  A,  C,  D,  B 615 

Accumulateurs  Valls.  Accumulateurs  Chalmeton 61 8 

Accumulateurs  de  Khotinsky.  Accumulateurs  Pulvis  :  Compagnie  française 


XIV  TABLE  DBS  MATIÈRBI 

pour  la  Pulyérisatlon  des  métaux,  Compagnie  générale  d'Électricité 622 

Accumulateurs  B.  G.  S.  (Société  des  Voitures  électriques  et  Accumulateurs, 

système  B.  G.  S.) 625 

Accumulateurs  Julien  (Société  '  Puissance  et  Lumière,  Société  TElectrique 

de  Bruxelles). i 626 

Accumulateurs  Aigle  (Compagnie  fï^ançaise  de  l'Accumulateur  Aigle) 628 

Accumulateurs  Mouterde 629 

Accumulateurs  de  la  Société  Gramme 631 

f  Plaques 631 

2-  Elémente - 632 

Accumulateurs  Peyrusson *. 632 

Accumulateurs  Phœbus  (A.  Kaindler,  constructeur) 633 

Accumulateurs  Peigne  (Société  électrique  du  Nord) 635 

Accumulateurs  Barbier 636 

Accumulateurs  Fredet 637 

1*  Accumulateurs  avec  enveloppe  en  toile  de  plomb  ou  d'alliage  de  plomb —  637 

2*  Accumulateurs  à  cloisons  poreuses 639 

Accumulateurs  L.-F.  Lacroix 640 

Accumulateur  Louis  Renaud 642 

Accumulateur  W.-B.  Bary 643 

Accumulateur  Saturne 644 

Accumulateur  de  Dion,  Bouton  et  C'* 646 

Accumulateur  Cheval-Lindemann 648 

Accumulateur  Bainville 650 

Accumulateur  Lagarde 651 

Accumulateur  de  la  Société  des  Soudières  électrolytiques 653 

Accumulateurs  de  V  «  Accumulatoren-Pabrik  Aktien-Gesellschaft  » 654 

!•  Plaques 654 

2«  Eléments 657 

Accumulateurs  Gottfried  Hagen  (Kôlner  Accumulatoren-Werke  Gottfried 

Hagen) 659 

Accumulateurs  Gûlcher  (G&lcher  Accumulatoren  Fabrik). . : 

!•  Plaques 663 

2*  Eléments  ...  ; 666 

Accumulateurs  Scbulz  (Accumulatoren-Werke  E.  Scbulz) 670 

Accumulateurs  D'  Moll  et  Palmer 671 

Accumulateurs  de  «  Berliner  Accumulatoren-  und  Elektricitâts-Geselischaft».  672 

!•  Accumulateurs  I^hmann 672 

•2»  Accumulateurs  Hammacher 674 

Accumulateurs  Pflûger  (Pflûger  Accumulatoren-Werke  A.-G .) 675 

!•  Plaques 675 

2*  Eléments 676 

Accumulateurs  Watt  (Watt  Akkumulatoren- Werke  A.-G.) 678 

Accumulateurs  Bebrend  (Bebrend  Accumulatoren-Werke  G.  m.  b.  H.) 680 

Accumulateurs  Wûste  et  Rupprecht 682 

Accumulateurs  Titan 683 

Accunmlateurs  de  la  «  Cbloride  Electrical  Storage  Syndicale  Limited  » 684 

1«  Plaques 685 

2«  Eléments 688 

Accumulateurs  E.  P.  S.  (Electrical  Power  Storage  Co) 690 

1"  Plaques 690 

2*  Eléments 692 

Accumulateurs  Hart  (Hart  Accumulator  Company  Limited) 696 

Accumulateurs  W.  Pope  and  Son 700 

Accumulateurs  Hathaway 702 

Accumulateurs  de  la  «  National  Battery  Co  »,  accumulateur  Sperry 703 

1"  Plaques 703 

2"  ElémenU 705 


TAEI^  DES  MATIÈRES  XV 

Pigog. 

Accamuiateurs  Gould 7oi 

!•  Plaques 707 

2^  Eléments 711 

Accamulateurs  Reuterdahl  (The  Reuterdahl  Electric  Company) 714 

AccamulateuTS  de  «  The  Electric  Storage  Battery  Co  » 715 

Aficamulateurs  de  «  The  Porter  Battery  Co  » 716 

Afeumulateurs  Smith  (Smith  Storage  Battery  Co) 717 

Accumulateurs  Pescetto  (Societa  italiana  di  Elettricita  gia  Cruto) 717 

!•  Plaques 717 

2»  Eléments 718 


CHAPITRE   VI 
Monographie  des  accamulateiin  antres  que  Fâément  an  plomh 

Accumulateurs  Gommelin-Desmazures-Bailhache  et  accumulateurs  Waddel- 

Entz 725 

Accumulateur  à  gaz  Commelin  et  Viau« 728 

Accumulateur  Commelin  et  Viau,  au  peroxyde  de  plomh-cadmium 729 

Accumulateurs  Edison 731 

1*  Accumulateur  cadmium-oxyde  de  cuivre , 731 

2*  Accumulateur  fer-peroxyde  de  nickel 732 

3«  Accumulateur  zinc-peroxyde  de  nickel 734 


TROISIÈME  PAiniE 

APPUGATIORS  DES  ACCnMDLATEUBS  737 

CHAPITRE  I    . 

Batteries  à  poste  fixe  on  hatteries  stationnaires 

Différents  modes  d^emploi  des  batteries  à  poste  fixe 739 

a)  Batteries  d'accumulalears  employées  comme  système  de  distribution 739 

k)  Batteries  d'accumulateurs  dans  les  stations  centrales 740 

c)  Batteries  d'accumulateurs  dans  les  installations  privées 742 

tf)  Autres  emplois  des  batteries  à  poste  fixe 743 

Calcul  d'une  batterie  à  poste  fixe 743 

a)  Grandeur  des  éléments 743 

b)  Nombre  des  éléments 747 

e)  Considérations  pratiques  sur  le  choix  des  batteries  stationnaires 748 

Installation  et  montage  des  batteries  à  poste  fixe 751 

Prescriptions  générales  de  mise  en  service  des  batteries 758 

Prescriptions  générales  d'exploitation  des  batteries 759 

Prescriptions  générales  d'entretien,  des  batteries 761 

a)  CourU-circuite 762 

b)  Sulfatation  des  plaques 763 

e)  Travaux  périodiques  d'entretien 764 

d)  Remplacement  des  plaques 765 

e)  Entretien  des  accessoires 765 

/)  Précautions  à  prendre  lorsque  les  batteries  doivent  rester  longtemps  inu- 
tilisées   765 

g)  Résistance  dlsolement  des  batteries 766 


XVI  TABLE  DES  MATIÈRES 

CHAPITRE  II 
Installations  arec  batteries  à  poste  fixe 

Tableaux  de  distribution  et  diagrammes  d'installation 769 

Sur  la  charge  des  batteries Tïi 

a)  Choix  des  machines  dynamo-électriques « 771 

b)  Sunrolteur  de  charge 774 

e)  Charge  des  batteries  par  parties ! 775 

Appareils  spéciaux  nécessités  par  la  présence  d*une  batterie 778 

a)  Disjoncteurs  automatiques 778 

b)  Conjoncteurs-disjoncteurs  automatiques 783 

c)  Réducteurs 790 

d)  Commande  à  distance  des  réducteurs 793 

e)  Réducteurs  automatiques 798 

CHAPITRE  III 

Batteries  -  tampon  806 

Calcul  d'une  batterie-tampon 807 

Résultats  pratiques  sur  la  régularisation  de  la  tension  ainsi  que  de  la 

charge  des  dynamos 813 

Sur  les  avantages  économiques  résultant  de  la  présence  d*une  batterie- 
tampon  816 

Utilisation  des  batteries-tampon  en  présence  de  génératrices  compound 821 

Sur  la  charge  des  batteries-tampon 822 

Sur  remploi  des  batteries-tampon  avec  survolteurs 822 

a)  Survolteur  &  excitation  shunt 823 

b)  Survolteur  à  excitation  série .-^ 825 

c)  Survolteur  à  excitation  compound 827 

d)  Survolteur  différentiel 831 

e)  Survolteur  à  intensité  constante 836 

f)  Survolteur  à  vitesse  variable 843 

Sur  remploi  des  batteries- tampon  avec  les  com mutât rices 843 

CHAPITRE  IV 

Batteries  transportables.  —  Batteries  de  tramways 

La  traction  par  accumulateurs  comparée  aux  autres  systèmes 847 

Calcul  d'une  batterie  de  tramway 849 

Sur  le  DQontage  des  batteries  de  tramways 852 

Sur  rehtretien  des  batteries  de  tramways 857 

Différents  modes  d'utilisation  des  batteries  de  tramways 858 

a)  Batteries  à  charge  lente 858 

b)  Batteries  à  charge  rapide 860 

c)  Considérations  relatives  à  Tutilisation  des  batteries  à  charge  rapide 864 

Sur  la  récupération ^ . .  869 


CHAPITRE  V 
Chemins  de  fer  à  traction  par  accomulatenrs  871 


TABLE  DES  MATIÈRES  XVII 

CHAPITRE  VI 
Batteries  d'automobiles 

Pages. 

Calcul  des  batteries  d'automobiles 879 

Parcours  total  qu'une  accumobile  peut  fournir  sans  recharge 881 

Sur  le  montage  des  batteries  d'automobiles 886 

Sur  la  charge  des  batteries  d'automobiles 889 

Sur  Tentretien  des  batteries  d'automobiles 893 

CHAPITRE  Vil 
RaTigation  par  accumulateurs 

Calcul  d*nne  batterie  pour  bateau 897 

Navigation  de  plaisance ? 898 

Navigation  industrielle 899 

-    Navigation  sous-marine 900 

CHAPITRE  VIII 

Sur  l'aérostation  par  accumulateurs  903 

CHAPITRE  IX 
Éclairage  électrique  des  véhicules  à  Taide  d'accumulateurs 

Avantages  de  l'éclairage  des  trains  par  accumulateurs- 904 

Différents  systèmes  d'éclairage  des  trains 906 

a)  Emploi  des  batteries  d'accuAulateurs  seules 906 

b)  Emploi  des  batteries  d'accumalateurs  avec  dynamos 913 

CHAPITRE  X 

Inflammation  électrique,  par  accumulateurs,  des  moteurs  à  explosion  919 

CHAPITRE  XI 

Applications  diverses  des  petits  accumulateurs  924 


LES 


ACCUMULATEURS  ÉLECTRIOUES 


PREMIÈRE   PARTIE 

THÉOBIE  ET  TECHNIQUE  GÉNÉRALE 
DES  AGOUMULATEUBS 


•       CHAPITRE  1 
mSTORIQUE 

On  appelle  accumulateur  électrique  une  pile  qui  possède  la  pro- 
priété d'être  réversible,  c'est-à-dire  de  pouvoir,  après  son  épuise- 
ment, être  régénérée  dans  son  état  initial  par  le  simple  passage  d'un 
courant  de  sens  inverse  au  courant  de  décharge.  Cette  condition  exige 
évidemment  que  les  réactions  chimiques  soient  les  mêmes,  mais  de 
sens  inverse  pendant  les  deux  opérations  :  décharge  et  charge.  La 
dénomination  d'accumulateur  est  imparfaite,  puisqu'elle  ne  rend  pas 
compte  de  la  fonction  de  double  transformation  de  cet  appareil  :  trans- 
formation d'énergie  chimique  en  énergie  électrique  pendant  la  dé- 
charge et  d'énergie  électrique  en  énergie  chimique  pendant  la 
charge.  Nous  préférons  celle  de  pile  ou  couple  réversible,  beaucoup 
plus  correcte. 

La  réversibilité  des  piles  a  été  observée  pour  la  première  fois  par 
Gautherot,  physicien  français,  en  1801.  Comme  on  le  voit,  cette  décou- 
verte a  suivi  de  très  près  celle  de  la  pile  ello-môme  (Volta,  1800). 
Gautherot  *  reconnut  qu'on  pouvait  crbtenir  un  courant  électrique, 
mais  de  courte  durée,  en  reliant  les  (ils  de  platine  ou  d'argent  qui 
avaient  servi  à  la  décomposition  de  l'eau  salée  par  la  pile. 

La  même  année,  Erman  remarqua  que  c'est  rélectrode  reliée  au 
pôle  positif  de  la  pile  qui  devient  positive. 

En  1801  également,  Ritter  réussit  à  décomposer  l'eau  au  moyen 
d'électrodes  polarisées.  Continuant  ses  recherches,  en  1802,  il  cons- 
truisit la  première  pile  secondaire  avec  des  disques  de  cuivre  séparés 

1,  Mémoire  des  Sociétés  savantes  et  littéraires  de  la  République  française,  1801. 

1 


2  LES  ACCUMULATELRS  ÉLECTRIQUES 

par  des  rondelles  de  drap  imbibées  d  une  solution  d*eau  salée  ou  de 
sel  ammoniac.  Celle  pile,  inaciive  par  elle-même,  donne  un  courant 
secondaire  lorsqu'elle  a  été  Soumise  à  Faction  d'une  pile  de  Ydlta 
renfermant  un  plus  grand  nombre  de  couples  qu'elle.  On  reproduisit 
a  vec  cette  pile  réversible  tous  les  phénomènes  de  la  pile  primaire  : 
décomposition  de  Feau,  échauiïementde  fils  métalliques,  production 
d'étincelles,  actions  physiologiques,  etc. 

En  1803,  Ritter  *  trouva  que  le  cuivre  n'est  pas  le  métal  qui  con- 
vient le  mieux;  il  employa  également  le  laiton,  le  fer,  le  bismuth, 
mais  obtint  de  meilleurs  résultats  avec  Tor,  Targent,  le  platine,  et 
principalement  aussi  avec  les  carbures  de  fer  et  le  bioxyde  de  man- 
ganèse. En  revanche,  il  n'obtint  aucun  effet  avec  le  plomb,  Tétain  et 
le  zinc. 

Les  piles  secondaires  de  Ritter  offrant  les  inconvénients  des  piles 
à  colonne  ou  à  couronne  de  tasses,  Izarn,  en  1805,  présenta  quelques 
m  odiiications  dans  son  Manuel  du  Galvanisme, 

En  1826,  Nobili  peroxyda  une  plaque  déplomba  Taide  du  courant 
fourni  par  une  pile  primaire. 

La  première  explication  du  courant  secondaire  fut  donnée  par 
Yolta,  Marianini  et  Becquerel.  Ils  démontrèrent  que  le  courant  pri- 
maire décomposait  le  sel  en  dépôts  acides  et  basiques  sur  les  disques 
métalliques.  Or,  en  1829,  Becquerel  montra  nettement  qu  on  pouvait 
former  une  pile  à  Taide  de  deux  électrodes  identiques,  dont  Tune  est 
plongée  dans  une  solution  acide  et  l'autre  dans  une  solution  basique. 

Vers  la  même  époque,  de  La  Rive  ayant  obtenu  un  courant  secon- 
daire d'un  voltamètre  dont  le  liquide  n'était  pas  une  solution  saline, 
mais  bien  une  solution  acide,  l'explication  de  Becquerel  ne  pouvait 
être  admise  ici.  On  attribua  alors  le  courant  secondaire  à  un  effet 
purement  physique,  à  une  polarisation  particulière  des  électrodes 
sous  l'action  du  courant  primaire,  d'où  le  nom  de  courant  de  polari- 
sation donné  au  courant  secondaire. 

Quelques  années  plus  tard,  Matteucci  obtint  un  courant  à  l'aide  de 
lames  de  platine  préalablement  plongées  dans  les  gaz  oxygène  et 
hydrogène. 

En  1842,  Grove  construisit  sa  célèbre  pile  à  gaz  et  montra  que,  si 
le  courant  primaire  décompose  l'eau  d'un  voltamètre  à  électrodes  de 
platine  en  ses  deux  éléments,  oxygène  et  hydrogène,  le  courant  secon- 


1.  Exposé  des  travaux  de  Hitler,    par  Oersted    (Jounial  de  Physique,  1803, 
t.  LVll,  p.  345). 


HISTORIQUE  3 

daîre^dontle  sens  est  inverse,  donne  lieu  à  une  recombinaisoi»  de  ces 
deux  gaz.  En  1850,  Sinstedten  trouva  que  Télectrolyse  de  Tacide 
sulturique  avec  des  électrodes  en  plomb  *  donnait  sur  celles-ci  du  * 
peroxyde  de  plomb  à  lanode  et  du  plomb  spongieux  à  la  cathode. 

Parmi  les  physiciens  qui  s'occupèrent  alors  des  phénomènes  de 
polarisation  voltaïque,  on  peut  cifer  Faraday,  Wheatstonef,  Schœn- 
bein,  Siemens,  Poggendorff,  Buff,  von  Beetz,  Svanberg,  Lenz,  Sawel- 
jen,  Edmond  Becquerel,  duMoncel,  Gaugain,  etc. 

C'est  en  1859  que  Planté*  entreprit  ses  recherches,  qui'aboutirent 
à  la  découverte  de  l'accumulateur  au  plomb. 

Planté  étudia  les  coulants  secondaires  obtenus  par  différents 
métaux  dans  différents  électrolytes  et  principalement  dans  Teau  aci- 
dulée sulfurique,  et  il  en  conclut  que  les  causes  qui  contribuent  au 
développement  du  courant  secondaire,  et  qui  sont  multiples,  sont 
presque  exclusivement  des  actions  chimiques. 

Ayant  examiné  successivement  les  voltamètres  à  eau  acidulée  sul- 
furique  et  à  fils  de  cuivre,  d'argent,  d'étain,  ^e  plomb,  d'aluminium, 
de  fer,  de  zinc,  d'or  et  de  platine,  il  remarqua  que  le  voltamètre  à 
fils  de  plomb  donnait  une  force  électromotrice  secondaire  et  une 
durée  de  courant  de  beaucoup  supérieures  à  tous  les  autres.  11  cons- 
truisit alors  le  premier  accumulateur  vraiment  digne  de  ce  nom  en 
enroulant  ensemble  en  spirale  deux  lames  de  plomb  maintenues  à 
dislance  par  une  toile  grossière.  A  chacune  d'elles  était  soudée  une 
petite  tige  en  plomb  pour  la  prise  de  courant. 

Les  éléments,  tels  que  les  construisait  Planté  au  début,  étaient 
rapidement  mis  hors  de  service  par  les  courts-circuits  intérieurs;  la 
toile  isolante  s'altérait  en  effet,  dans  l'acide  sulfurique,  et  les  deux 
électrodes  arrivaient  à  se  toucher. 

En  1868^,  Planté  perfectionna  son  élément  et  adopta  des  élec- 
trodes planes  disposées  para41èlement,  chaque  plaque  portant  un 
prolongement  externe  servant  à  relier  ensemble  les  électrodes  de 
même  nom.  Le  vase  était  en  gutta-percha  et  présentait  des  rainures 
verticales  destinées  à  maintenir  l'écartement  des  plaques;  au  milieu, 
des  baguettes  isolantes  servaient  de  séparateurs. 

En  1872,  Planté  revint  à  la  forme  cylindrique,  mais  en  remplaçant 
la  toile  grossière  par  des  bandes  en  caoutchouc. 

L'élément  avait  ainsi  l'avantage  d'une  construction  économique  et 

1.  Recherches  sur  la  polarisation  voltaïque  {Comptes  Rendus,  t.  XLIX,  p.  402, 
1859;  —  Bibliothèque  universelle  de  Genève,  t.  VII,  p.  292  ;  1860). 

2.  Annales  c/e  Chimie  et  de  Physique,  septembre  1868. 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


d'un  mûntagc  dans  un  récipient  de  verre,'  ce  qui  permettait  de  suivre 
la  marche  des  phénomènes.  L'appareil  comportait  un  couvercle 
d*éhonite  que  traversaient  les  prises  de  cou- 
rant {fig,  1). 

Lar  méthode  de  formation  de  Plamté,  que 
nous  étudierons  plus  loin, 'était  très  longue  et 
très  coûteuse  ;  aussi  les  efforts  des  inventeurs 
se  dirigèrent-ils  dans  cette  voie. 

Camille  Faure  réussit  le  premier  (1880)  à 
obtenir  rapidement  des  capacités  voltaîques 
considérables. 

Il  eut  ridée*  d'appliquer  directement  sur 
les  électrodes  une  pâte  de  sulfate  ou  d'oxydes 
de  plomb.  La  construction  était  simple  :  les 
deux  lames  de  plomb  du  couple  étaient  indivi- 
duellement recouvertes  de  minium  ou  d'un 
autre  oxyde  insoluble  de  plomb,  puis  entourées 
d'un  cloisonnement  en  feutre  qui  était  main- 
tenu par  des  rivets  en  plomb.  Comme  dans 
Télément  Planté,  les  électrodes  étaient  enrou- 
lées en  spirale. 

Pour  la  formation,  une  seule  charge  d'en- 
viron cent  cinquante  heures  suffisait.  Les 
résultats  obtenus  par  Faure  eurent  un  reten- 
tissement considérable^. 
En  janvier  1882,  une  Commission  du  jury  de 
l'Exposition  d'Électricité  de  Paris  fil,  sur  les  accumulateurs  Faure, 
une  série  d'expériences  dont  les  résultats  ont  été  communiqués  à 
l'Académie  des  Sciences^. 

La  batterie  sur  laquelle  furent  faites  ces  expériences  comprenait 
35  couples  ronds  pesant  chacun  43''*,7,  dont  30  kilogrammes  d'élec- 
trodes. 

\.  Brevet  français  n*  139.258,  dû  20  octobre  1880,  pour  perfectionnements  aux 
batteries  galvaniques  et  applications  de  ces  batteries  aux  machines  locomotives 
électriques.  —  Brevet  français  n»  141.057,  du  9  février  1881,  pour  perfectionne- 
ments dans  les  dispositions  et  la  construction  des  couples-batteries  galvaniques 
secondaires. 

2.  Co7nple.<f  Rendus  de  r Académie  des  Sciences,  séance  du  18  avril  1881  :  Sole 
Sitrla  pile  secondaire  de  M.  C.  Faure,  par  Emile  Reynier;  —Société  d'encourage- 
ment, séance  du  22  avril  1881  :  Conférence  el  expériences  sur  la  pile  Faure,  par 
Emile  Reynier. 

3.  Note  (le  MM.  Allard,  Joubert,  Potier  et  Tresca,  séance  du  6  mars  1882.  Voir 
aussi  r  Accumulateur  voUaique  de  Reynier,  p.  90. 


FiG.  1.  —Accumulateur 
cylindrique  de  Planté. 


HISTORIQUE  ^  5 

Celles-ci  étaient  recouvertes  de  mmium,  à  raison  d'environ  10  kilo- 
grammes par  mètre  carré.  Les  éléments,  chargés  en  tension  pendant 
22*»,45  avec  un  courant  de  41  à  6,36  ampères,  ont  reçu  694.300  cou- 
lombs, sous  une  différence  de  potentiel  moyenne  de  91  volts.  La 
décharge,  qui  a  duré  10*',39  avec  une  intensité  moyenne  de  16,2  am- 
pères et  une  'différence  de  potènlâel  de  61,5  volts,  a  restitué*  619.600 
coulombs,  ce  qui  correspond  à  3,9  ampères-heures  par  kilogramme 
de  poids  total. 

Les  résultats  obtenus*  montrèrent  que  Taccumulateur  pouvait  deve- 
nir un  appareil  industriel,  à  condition  d'y  apporter  certains  perfec- 
tionnementa. 

L'élément,  tel  que  le  construisait  Faure,  laissait  voir,  en  effet,  assez 
rapidement  ses  défauts  :  courte  durée  des  feutres,  désagrégation  de 
la  matière  qui  foisonnait  et  était  mal  retenue  sur  le  support. 

Les  succès  obtenus  par  Faure  stimulèrent  d'ailleurs  de  nombreux 
inventeurs.  Planté  lui-même  reprit  Tètude  de  ses  accumulateurs  et 
trouva  de  nouveaux  moyens  d'accélérer  la  formation,  ainsi  qu'il 
l'expose  dans  une  note  présentée  le  28  août  1882  à  TAcadémie  des  • 
Sciences  et  dont  on  trouvera  les  parties  les  plus  importantes  dans  le 
chapitre  Formation  (Voir  p.  397). 

Dans  la  suite,  de  nombreux  perfectionnements  furent  apportés  aux 
découvertes  de  Planté  et  de  Faure,  qui  servirent  de  point  de  départ 
aux  deux  types  principaux  de  l'accumulateur  au  plomb. 

Au  point  de  vue  de  la  légèreté  dés  accumulateurs,  qui  joue  un  si 
grand  rôle  dans  les  applications  à  la  traction,  nous  nous  contente- 
rons de  mentionner  ici  qu'en  1881  le  meilleur  accumulateur,  le  type 
Faure,  pouvait  donner,  ainsi  qu'on  Va  vu,  une  capacité  massique  de 
3,9  ampères-heures  par  kilogramme  de  poids  total  au  régime  de 
0,33  ampères  par  kilogramme  de  poids  total,  ce  qui  correspond  à 
l'énergie  massique  de  7,3  watts-heures  par  kilogramme,  à  la  puis- 
sance massique  de  0,65  watt  par  kilogramme  d'élément. 

En  1883,  le  type  Faure-Sellon-Volckmar  donnait  12  watts-heures 
par  kilogramme  et  8,5  watts-heures  par  kilogramme,  aux  régimes 
respectifs  de  0,6  et  2  watts  par  kilogramme  d'élément. 

Ces  valeurs  augmentèrent  dé  plus  en  plus  et,  en  1897,  le  typeFul- 
men  permettait  d'obtenir  : 

30  watts-heures:  kg  d'élément,  au  régime  de  1,5  watt  :  kg  d'élément. 
25  —  —  —  5,0  — 

20  —  —        -  —  10,0  — 


6  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

« 

En  1900,  ces  chiffres  étaient  encore  dépassés.  Cest  ainsi  que  les 
éléments  T.  E.  M.  ultra-légers  de  la  Société  pour  le  travail  élec- 
trique des  métaux  donnaient^  : 

30  watts-heures  :  kg  d'élément,  au  régime  de  4,0  watts  :  kg  d'élément. 
28  -  -  _  5,0  - 

25        •—  —  —  6,5  '    — 

Enfin  on  sait  construire  actuellement  des  accumulateurs  capables 
de  donner  environ  40  watts-heures  par  kilogramme  d'élément,  au 
régime  de  10  heurQ3*. 

Si  on  envisage,  d'autre  part,  les  applications  à  poste  fixe  pour 
lesquelles  la  durée  prime  la  légèreté,  on  constate  qu'actuellement 
on  construit  couramment  des  éléments  capables  de  donner  10  à 
15  watts-heures  par  kilogramme  et  dont  les  plaques  sont  susceptibles 
d'effectuer  plus  de  1.000  décharges  avant  usure. 

De  tels  éléments  peuvent  être  également- capables  de  fournir,  pen- 
dant des  temps  relativement  courts,  des  puissances  spécifiques 
trèsélevées,  supérieures  parfois  à  30  watts  par  kilogramme  d'élément . 

Ces  quelques  renseignements  suffisent  à  expliquer  pourquoi  Taccu- 
mulateur  au  plomb  a  pu  prendre  une  place  aussi  importante  dans  les 
applications  de  l'industrie  électrique.  On  ne  peut  contester  que  les 
nécessités  de  celle-ci  rendent  désirable  la  découverte  d'un  couple 
réversible  plus  parfait  que  Taccumulateur  au  plomb  ;  mais  il  n'en  est 
pas  moins  vrai  que  ce  dernier,  dans  son  état  actuel,  rend  des  services 
suffisamment  nombreux  pour  justifier  l'acharnement  des  savants  et 
des  industriels  à  le  mieux  connaître  et  à  le  perfectionner.  Quoique 
d'autres  piles  réversibles  soient  connues,  ayant  même  sur  certains 
points  des  qualités  supérieures  à  l'accumulateur  au  plomb,  il  s'est 
toujours  présenté  pour  elles  des  inconvénients  assez  graves  pour 
en  empêcher  complètement  l'application  industrielle.  Pour  ces  rai- 
sons, nous  étudierons  d'abord  d'une  façon  complète  l'accumula- 
teur au  plomb,  après  quoi  seulement  nous  examinerons  comparative- 
ment les  propriétés  des  autres  couples  réversibles  connus. 

Les  théories  nouvelles  de  l'accumulateur  exigeant  une  connais- 
sance assez  approfondie  de  la  constitution  des  électrolytes,  il  nous  a 
paru  indispensable  de  résumer  d'abord  ici  les  principales  notions 
d'électrolyse. 

1.  Exposition  universelle    de    Paris   1900  (V Éclairage  électrique,    t.   XXIV,    . 
p.  250, 18  août  1900). 

2.  On  verra  dans  la  suite  qu'il  parait  impossible  de  dépasser  60  a  70  watts- 
heures  par  kilogramme  d'élément,  pour  les  accumulateurs  au  plomb; encore  faut- 
il  des  conditions  exceptionnelles. 


CHAPITRE    II 
NOTIONS  GÉNÉRALES  D'ÉLBGTROLTSE 


Définitions.  —  Un  courant  électrique  traversant  certains  composés 
chimiques  donne  lieu  à  une  décomposition  de  ceux-ci.  Ce  phénomène 
est  design^  sous  le  nom  d'électrolyse. 

Ces  composés  diffèrent  essentiellement  des  conducteurs  ordinaires 
(métaux  et  alliages,  charbon,  etc.),  sur  lesquels  le  courant  n*exerce 
aucune  action  décomposante;  on  les  appelle  e'iectrolytes.  Ils  com- 
prennent les  corps  composés  à  Tétat  de  fusion  ou  de  dissolution,  et 
dont  la  fonction  est  acide,  basique  ou  saline.  Les  composés  orga- 
niques, tels  que  hydrocarbures,  alcools,  aldéhydes,  éthers,  etc., 
sont  mauvais  conducteurs  et  ne  donnent  pas  lieu  à  une  décomposition 
électrolytique.  Il  en  est  de  même  pour  l'eau  chimiquement  pure. 

Il  y  a  entre  ces  deux  classes  de  conducteurs  des  différences  essen- 
tielles :  les  conducteurs  métalliques  suivent  la  loi  d'Ohm  ;  si  on 
appelle  R  leur  résistance,  et  I  Fintensité  qui  les  traverse,  la  différence 
de  potentiel  aux  bornes  de  la  résistance  est  : 

Ei=RI, 

et  Ténergie  dépensée  W,  qui  se  traduit  par  un  dégagement  de  chaleur, 
est,  pendant  le  temps  T, 

W  =  RI2T, 

d*après  la  loi  de  Joule.  Pour  les  électrolytes,  si  on  appelle  e  la  force 
contre-électromotrice  correspondant  aux  réactions  électrolytiques, 
on  a,  dans  le  cas  où  Fintensité  n'est  pas  excessivement  faible  : 

E  =  e  +  RI        et        W  =  EIT  =  elï  +  RPT. 


8  LES  ACCUMUIATEURS  ÉLHCTRMiUES 

De  plus,  la  résistance  des  premiers  croît  lorsque  la  température 
s'élève  ;  elle  décroît  au  contraire  pour  les  électrolytes. 

On  appelle  électrodes  les  conducteurs  qui  amènent  le  courant  à 
Télectrolyte. 

On  admet  que  le  courant  entre  par  Yanode  ou  électrode  positive  et 
sort  par  la  cathode  ou  électrode  négative. 

Les  ions  sont  les  produits  de  décomposition  des  électrolytes  :  les 
anionsy  ou  éléments  élecfro-négatifs,  sont  ceux  qui  se  portent  à 
Tanode,  et  les  cathions,  ou  éléments  électro-positifs,  ceux  qui  se 
rendent  à  la  cathode. 

Lois  générales  de  réleotrolyse.  —i'' Lois  qualitatives, --L^sAx^so- 
lutions  acides,  basiques  ou  salines,  ainsi  que  les  sels  fondus,  sont 
seuls  électroly sables  et  seuls  conducteurs,  alors  que  les  autres 
liquides  sont  non  électrolysables  et  non  conducteurs.  On  admet 
actuellement  que,  si  ces  derniers  ne  sont  pas  conducteurs,  c'est  pré- 
cisément parce  qu'ils  ne  sont  pas  électrolysables. 

Dans  toute  électrolyse,  on  constate  que  les  produits  de  la  décom- 
position n'apparaissent  qu'aux  surfaces  de  contact  des  électrodes 
avec  l'électroly  te.  Dans  les  composés  binaires  à  l'état  de  fusion,  l'élec- 
trolyse  est  simple,  et  on  trouve  toujours  que  le  métal  forme  le  cathion 
et  le  métalloïde  l'anion. 

L'électrolyse  des  sels  ternaires  à  l'état  de  fusion  est  déjà  moins 
simple  :  si  nous  prenons,  par  exemple,  le  sulfate  de  potassium  SO^K', 
l'ion  K*  se  rend  à  la  cathode;  l'anion  est  donc  formé  du  groupe  SO*, 
et,  comme  ce  groupe  n'existe  pas  à  l'état  de  liberté,  il  se  décompose 
en  anhydride  sulfurique  SO'  et  oxygène  O,  qui  se  dégage  à  l'anode. 

Dans  cet  exemple,  pour  recueillir  K*  à  la  cathode,  il  faut  évidem- 
ment protéger  celui-ci  contre  l'action  oxydante  de  l'air;  sans  cette 
précaution,  l'électrolyse  se  compliquerait  d'une  action  chimique 
secondaire;  il  en  serait  de  même  si  les  électrodes  étaient  attaquables. 

Dans  l'électrolyse  des  sels  en  dissolution,  nous  trouvons  la  môme 
loi  générale  :  le  métal  se  rendant  à  la  cathode  et  tout  le  reste  à  l'anode. 
Mais  les  actions  secondaires  se  compliquent  ici  de  la  présence  du 
dissolvant. 

2**  Actions  secondaires,  —  Ces  actions  secondaires  ont  des  causes 
très  multiples  et  dépendent  non  seulement  des  actions  chimiques, 
mais  aussi  des  phénomènes  purement  physiques,  tels  que  la  densité 
du  courant,  la  température,  la  diffusion,  l'agitation  du  liquide,  l'action 
de  la  pesanteur,  etc. 


NOTIONS  GÉNÉRALES  DÉLECTROLYSE  9 

Dans  Tétude  des  actions  secondaires,  il  y  a  à  considérer  Taclion 
des  ions  sur  les  électrodes,  sur  Télectrolyte  et  aussi  Taction  des  ions 
entre  eux. 

Si  Télectrode  est  attaquable  par  lUon  correspondant,  il  y  a  combi- 
naison chimique  et  le  composé  résultant,  s*il  est  soluble,  comme 
dans  le  cas  d'une  anode  en  cuivre  en  présence  du  radical  SO*,  est  à 
son  tour  électrolysé.  Dans  certains  cas,  le  composé  formé  est  inso- 
luble; c'est,  par  exemple,  ce  qui  se  forme  dans  Télectrolyse  d'une 
solution  d'acide  sulfurique  avec  une  anode  en  plomb;  celle-ci  se 
transforme  en  peroxyde  PbO^  insoluble. 

A  la  cathode,  Tion  métallique  peut  également  entrer  en  combi- 
naison :  c*est  ce  qui  a  lieu,  par  exemple,  avec  une  cathode  en  mercure 
et  les  ions  K,  Na,  etc.,  ou  encore  avec  une  cathode  capable  de  former 
un  hydrure  avec  Tion  H. 

l^es  ions  peuvent  réagir  sur  Télectrolyte;  c'est  ainsi  que  les  sels 
ferreux  se  transforment  en  sels  ferriques  à  l'anode.  A  la  cathode, 
au  contraire,  se  produisent  des  phénomènes  de  réduction,  ou  bien  le 
métal  décomposé  peut  être  attaqué  par  Têlectrolyte,  comme  dans 
l'électrolyse  des  métaux  alcalins. ou  des  {nétaux  attaquables  en  solu- 
tion acide. 

Enfin,  il  peut  se  produire  des  recombinaisons  variables  entre  les 
ions.  C'est  ainsi  que,  dans  l'électrolyse  d'une  solution  d'un  chlorure 
alcalin,  le  chlore  se  rend  à  Tanode  et  se  dissout;  à  la  cathode,  le  métal 
s'oxyde  et  donne  l'alcali  par  une  première  action  secondaire.  Ces 
deux  corps  dissous  se  diffusent  et  entrent  en  combinaison  pour  former 
soit  un  hypochlorite,  soit  un  chlorate  selon  les  conditions  de  concen- 
tration et  de  température. 

La  densité  du  courant  a  aussi  une  grande  influence  :  avec  des  den- 
sités de  courant  élevées,  on,  peut  libérer  rapidement  une  grande 
quantité  d'ions  et  soustraire  ainsi  une  partie  de  ceux-ci  aux  actions 
secondaires. 

3*  Lois  quantitatives.  —  Lorsqu'on  soumet  un  composé  à  l'action 
électrolytique,  la  masse  de  substance  décomposée  dépend  de  l'inten- 
sité du  courant,  du  temps  et  de  la  nature  du  composé. 

Entre  ces  différents  facteurs,  Faraday  a  établi  les  lois  sui- 
vantes : 

1®  La  masse  M  du  corps  décomposé,  et  par  suite  des  ions  séparés, 
est  proportionnelle  à  la  quantité  d'électricité  qui  a  traversé  Télectro- 
lyte; 

2*  Lorsque  plusieurs  électrolytes   sont  traversés  par  la  même 


10  •  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

quantité  d'électricité,  les  masses  des  divers  ions  mis  en  liberté  sont 
entre  elles  comme  les  équivalents  chimiques  de  ces  ions. 

Connaissant  la  composition  chimique  du  corps  considéré  et  la 
façon  dont  il  se  scinde  en  ses  deux  ions,  de  la  masse  M  on  déduira 
aisément  la  masse  de  ces  derniers. 

La  première  loi  peut  se  traduire  par 

M=:zQ, 

Q,  la  quantité  d'électricité,  étant  égale  à  fldt^  en  appelant  I  Tinten* 
site  du  courant,  et  t  le  temps. 

Le  coefficient  z  est  ce  qu'on  appelle  Y  équivalent  électro-chimique  : 
c'est  le  rapport  de  la  masse  de  Télectrolyte  décomposé  ou  de  Tion 
libéré  à  la  quantité  d'électricité  nécessaire  à  la  décomposition  ;  on 
l'exprime  le  plus  souvent  en  milligrammes  par  coulomb.  Le  tableau! 
donne  la  valeur  de  celui-ci  pour  les  différents  corps. 

11  a  été  établi  en  partant  de  la  valeur  0,0011183,  adoptée  pour  l'équi- 
valent électrochimique  de  l'argent  * . 

La  deuxième  loi  de  Faraday  peut  paraître  en  contradiction  avec 
la  théorie  atomique;  il  n'en  est  rien  cependant,  si  on  introduit  la 
notion  de  valence. 

On  appellera  alors  équivalent  chimique  d'un  corps  le  quotient  de 
son  poids  atomique  par  sa  valence. 

Ainsi,  par  exemple,  une  même  quantité  d'électricité  mettra  en 
liberté  dans  des  solutions  d'azotate  d'argent,  de  sulfate  de  cuivre  et 
de  chlorure  d'antimoine,  des  masses  de  métaux  qui  seront  entre  elles 
dans  le  rapport  : 

108  Ag,         ^Gu         et         ^Sb, 

108,  63,3  et  120  étant  les  poids  atomiques  respectifs  de  l'argent, 
du  cuivre  et  de  l'antimoine,  qui  sont  respectivement  mono,  bi  et  tri- 
valents. 

La  loi  peut  alors  s'exprimer,  ainsi  que  l'a  proposé  M.  Chassy,  de 
la  façon  suivante  : 

Lorsqu'on  électrolyse  une  substance  quelconque,  il  se  dégage 
toujours  1  équivalent  d'hydrogène,  ou  la  quantité  correspondante  du 
radical  électro-positif. 

1.  Toutes  les  autres  valeurs  ont  été  calculées  d  après  les  poids  atomiques  les 
plus  probables,  celui  de  Targeut  étant  pris  égal  à  107,66. 


NOTIONS  généraij:s  DÉLECTKOLYSE  1 1 

Les  corps  ayant  plusieurs  valences  ont  également  plusieurs  équi- 
valents chimiques  et  éleclrochimiques,  alors  qu'ils  n'ont  qu'un  seul 
poids  atomique.  La  même  quantité  d'électricité  rompt  toujours  le 
même  nombre  de  valences  dans  les  différents  composés. 

C'est  ainsi  que  la  même  quantité  d'électricité  libère  200  grammes 
de  mercure  d'un  sel  mercureux,  et  100  grammes  seulement  d'un  sel 
mercarique. 

Sachant  qu'il  faut  96.271  coulombs  pour  libérer  i  gramme  d'Iiy- 
drogène,  ou  que  i  ampère-heure  dégage  0*' ,03739  d'hydrogène, 
on  déduira  facilement,  d'après  le  rapport  des  équivalents  électro- 
chimiques, 1»  masse  en  grammes  qui  sera  libérée  par  J  ampère-heure 
pour  les  différents  corps.  On  trouvera  également  ces  nombres  dans  le 
tableau  1. 

Les  lois  de  Faraday  ne  tiennent  aucun  compte  de  la  force  électro- 
motrice nécessaire  à  l'électrolyse  d'un  composé  chimique.  M.  Ber- 
thelot  a  montré  que  la  force  électromotrice  nécessaire  à  l'électrolyse 
d'un  composé  déterminé  est  proportionnelle  à  la  quantité  de  chaleur 
absorbée  par  la  décomposition  de  la  molécule  électrolytique  du  corps 
considéré,  et  que,  inversement,  la  force  électromotrice  produite  par 
une  pile  est  proportionnelle  à  la  quantité  de  chaleur  dégagée  par 
l'action  chimique. 

Il  résulte  évidemment  de  cette  loi  que,  dans  l'électrolyse  d'un 
mélange  de  plusieurs  corps,  c'est  celui  dont  la  chaleur  de  formation 
est  la  plus  faible  qui  se  décompose  le  premier. 

La  cuve  électrolytique  et  la  pile  sont  régies  par  les  mûmes  lois  ; 
S3ul  le  sens  de  la  force  électromotrice  diffère.  Les  lois  de  l'action 
électrochimique  au  point  de  vue  de  la  conservation  de  l'énergie 
étant  les  mêmes,  il  suffira  de  les  étudier  dans  un  de  ces  deux  cas. 

Si  on  appelle  Q  la  quantité  d'électricité  nécessaire  pour  décomposer 
une  masse  M  d'un  corps,  et  E  la  force  électromotrice,  la  dépense 
d'énergie  électrique  sera  exprimée  par  QE. 

D'autre  part,  z  étant  l'équivalent  électrochimique  du  corps  consi- 
déré, on  a  : 

M=Qz; 

W  étant  la  quantité  de  chaleur  que  produirait  la  combinaison  des 
deux  corps  séparés,  on  a  évidemment  : 

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12 


LES  ACCUMlI-ATEURtS  ÉLECTRJQt'ES 


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NOTIONS  GÉNÉRALES  DÉLECTROLYSE 


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LES  ACCUMULATEURfS  ÉLECTRIQUES 


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14  I-ES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

E  étant  exprimé  en  volts,  z  en  grammes  par  coulomb,  M  en  grammes 
et  W  en  calories  (g-d). 

Si  on  rapporte  les  chaleurs  de  formation  aux  poids  atomiques  et 
qu'on  appelle  a  le  nombre  de  valences,  il  vient  alors  : 

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En  appliquant  à  Télectrolyse  de  Teau,  on  trouve  que 
H»  +  0  =  H>0  +  68.360  calories,        d'où        E  =  g^^gi    =  *'^  ^<>^*- 

11  faut  donc  au  moins  1,5  volt  pour  éleclrolyser  Teau.  Cependant 
on  a  constaté  qu'un  élément  Daniell,  dont  la  force  électromotrice 
est  1,08  volt,  pouvait  électrolyser  Teau  avec  une  intensité  faible,  mais 
pendant  un  temps  très  long.  Cette  anomalie  avait  fait  supposer  que 
les  électrolytes  pouvaient  conduire  à  la  façon  des  métaux  et  suivre 
la  loi  d'Ohm  pour  les  faibles  intensités. 

Helmholtz  (1873)  a  démontré  que  Télectrolyse  n'avait  pas  lieu 
si  on  avait  pris  la  précaution  de  débarrasser  préalablement  le 
liquide  ainsi  que  les  lames  de  platine  de  toutes  traces  d'oxygène  et 
d'hydrogène.  Ces  traces  suffisent  en  effet  pour  empêcher  la  polari- 
sation des  électrodes.  L'élément  Daniell  ne  donnait  alors  de  courant 
que  pendant  un  temps  très  court,  jusqu'à  la  polarisation  des  élec- 
trodes. A  partir  de  ce  moment,  pour  opérer  l'électrolyse,  il  fallait 
alors  dépasser  1,5  volt. 

Théorie  physique  de  la  pile.  —  La  loi  précédente,  appelée  loi  de 
Thomson,  a  été  appliquée  à  un  grand  nombre  de  cas,  et  on  a  reconnu 
que  bien  peu  donnaient  une  valeur  de  la  force  électromotrice  com- 
parable à  celle  trouvée  par  expérience.  Parmi  les  causes  qui  peuvent 
expliquer  ces  divergences,  on  peut  signaler  d'abord  l'incertitude  des 
chaleurs  de  formation  des  différents  corps,  les  nombres  donnés  étant 
souvent  très  variables  avec  les  différents  auteurs.  Les  réactions 
dont  la  cuve  électrolytique  est  le  siège  sont  de  plus,  très  souvent, 
beaucoup  plus  complexes  que  les  réactions  théoriques  supposées. 

En  réalité,  il  y  a  plus  encore,  et  la  loi  de  Thomson  n*est  pas  rigou- 
reuse. 11  n'y  a  pas,  ainsi  que  le  formulait  également  Becquerel, 
en  1853,  égalité  absolue  entre  l'énergie  électrique  et  l'énergie 
chimique. 


NOTIONS  GÉNÉRALES  D'ÉLECTROLYSE  15 

Ce  qui  est  certain  d'après  le  principe  de  la  conservation  de  Téner- 
gie,  c'est  que  la  quantité  totale  de  chaleur  dégagée  dans  une  pile  et 
son  circuit  métallique  extérieur  est  égale  à  la  chaleur  des  réactions 
chimiques.  Cette  loi  a  d'ailleurs  été  vérifiée  expérimentalement  et 
reconnue  exacte  par  Favre. 

Il  devait  donc  y  avoir,  ainsi  que  l'admirent  Raoul t  (1864)  et  Hirn 
(187B),  une  partie  de  Tcnergie  chimique  non  transformable  en  énergie 
électrique.  La  partie  transformable  fut  appelée  par  eux  la  chaleur 
voltaîque.  Hirn  supposait  que  celle-ci  était  constituée  par  Taffinité 
chimique,  mais  qu'il  y  avait  en  plus  à  considérer  dans  une  pile  la 
cohésion  physique  dontTénergie  restait  confinée  dans  la  pile  à  Tétat 
de  chaleur. 

En  1878,  Braun  admit  que,  si  l'énergie  électrique  pouvait  être 
entièrement  transformée  en  travail  ou  en  chaleur  et  le  travail  en 
chaleur  ou  en  énergie  électrique,  en  revanche  la  chaleur  ne  pouvait, 
en  général,  se  transformer  intégralement  ni  en  énergie  électrique,  ni 
en  énergie  mécanique.  Braun  concluait  en  disant  que  la  quantité 
de  chaleur  due  à  la  réaction  chimique  permettait  seulement  de  cal- 
culer la  limite  supérieure  de  la  force  électromotrice.  Cependant  cer- 
tains couples  montrèrent  une  énergie  électrique  supérieure  à  l'éner- 
gie chimique;  tels  sont  les  couples 

argent  —  sulfate  d'argent  —  sulfate  de  zinc  —  zinc 
argent  —  iodure  d'argent  —  iode  —  charbon 
cadmium  —  iodure  de  cadmium  —  iode  —  charbon 

ce  qui  venait  infirmer  la  théorie  de  Braun. 

C'est  à  H.  von  Helmholfz  (1882)  *  que  l'on  doit  la  théorie  complète 
des  phénomènes  électrochimiques.  11  établit  la  théorie  de  la  pile  en 
se  basant  sur  les  lois  de  la  thermodynamique  ;  considérant  la  pile 
comme  un  système  réversible  dont  l'énergie  est  fonction  de  la  tem- 
pérature et  de  la  quantité  d'électricité,  il  trouva  que  la  valeur  de  la 
force  électromotrice  pouvait  s'exprimer  par  la  somme  de  deux 
termes  dont  le  premier  n'était  autre  que  l'expression   de  la  loi   de 

Thomson,  et  le  second  T  -^^  T  étant  la  température  absolue. 

La  formule  de  Thomson,  ainsi  rectifiée,  devient*: 

E  ^'        .   T  ^^ 

23091a  "^      dT* 

i.  Journal  de  Physique,  1884. 

2.  Pour  la  démonstration  de  cette  formule,  consulter  la  Théorie  des  ions  et 
VElectrolyse,  par  A.  Holiard,  p.  104. 


16  LES  ACCUMULATEURS  ÉIJTCTRIOUES 

11  en  résulte  que  les  couples  dontrénergie  chimique  est  supérieure 
à  Ténergie  électrique  ont  una  force  électromotrîce  qui  décroît  quand 
la  température  s'élève,  et  leur  température  s'élève  pendant  le  fonc- 
tionnement du  couple,  tandis  qu'au  contraire  ceux  dans  lesquels 
Ténergie  électrique  est  supérieure  à  l'énergie  chimique  ont  une  force 
électromotrice  qui  croit  avec  la  température,  et  leur  température 
s'abaisse  pendant  le  fonctionnement  du  couple  ;  l'excès  de  l'énergie 
électrique  sur  l'énergie  chimique  est  emprunté  au  milieu  ambiant. 
Dans  les  cas  où  il  y  a  égalité  entre  les  deux  énergies,  la  température 
est  sans  action  sur  la  force  électro motrice. 

S.  Czapski  *,  en  1884,  fit  des  expériences  pour  vérifier  l'exactitude 
de  la  loi  d'Helmholtz.  Appelant  B  la  différence  entre  l'énergie  élec- 
trique et  l'énergie  chimique,  et 

A=TgQ. 

Q  étant  la  quantité  d'électricité,  on  devait  avoir  évidemment,  d'après 
la  formule  d'Helmholtz,  A  =  B.  Czapski  trouva  : 

A  —  —    3,39B  >  —    9,76  pour  le  couple  Zn  |  ZnCl*  —  AgCl  diss.  |  Ag. 

(Densité  du  ZnCIî  =  1,25) 
A=r—    2,77B  <  -f     1,22  —  Zn  |  ZnCl«— AgCl  diss.  |  Ag. 

(Densité  du  ZnCI^  =  1,73) 
A  =  +    4,858^  +  15,6  -         Fe|  FeCl^-Hg-^Cr^l  Hgài  =  20*C. 

Azr=  + 12,13B-r  + «5,29  _  —  —  t=zi(y>C. 

A  =  +  i8,2oB  zi=  +  15,49  —  -  —  t=  O^C, 

Czapski  conclut  de  ces  recherches  qu'elles  étaient  favorables  à  la 
théorie  d'Helmholtz,  sans  cependant  en  fournir  une  démonstration 
expérimentale  suffisante.  Bouty  et  Jahn  ^  obtinrent  ,des  résultats 
beaucoup  plus  concordants. 

L'équation  générale  d'Helmholtz  donne  lieu  à  différentes  interpré- 
tations du  phénomène.  Gibbs  admet  que  l'énergie  chimique  se  com- 
pose de  deux  parties  :  l'énergie  libre,  qui  peut  se  transformer  en 
énergie  électrique,  et  l'énergie  liée,  qui  ne  peut  se  transformer  qu'en 
chaleur,  la  première  étant  positive  dans  la  pile,  la  seconde  pouvant 
être  positive,  négative  ou  nulle. 


1.  Joui*nal  de  Pht/sique,  1S85. 

2.  La  Théone  des  ioîis  et  CEleclrolyse,  p.  108,  Hollard. 


NOTIONS  GÉNÉRALES  D'ÉLECTROLYSK  17' 

Chroustchoff  et  Sitnikoff^  ont  demandé  à  l'effet  Peltier^  Tex pli- 
cation  de  cette  action  secondaire. 
La  chaleur  due  à  Teffet  Peltier  peut  être  représentée  par  le  terme 

T  TTJ^'  dans  lequel  E  indique  la  force  thermoélectromotrice  de  la  com- 

binatson  considérée. 

Cette  expression  serait  identique  à  celle  d'IIelmholtz,  à  condition  de 
rapporter  la  variation  avec  la  température  à  la  partie  thermoélec- 
trique de  la  force  électromotrice.  A  priori^  cette  identification  ne 
peut  être  faite.  ChroustchoiïetSitnikoff  s'adressèrent  alors  à  Texpé- 
rience. 

Ils  déterminèrent  très  exactement  les  valeurs  de  -pr,  des  forces 

di 

thermoélectromotrices  aux  différents  contacts  des  métaux  et  liquides 
qui  constituent  la  pile. 

D'autre  part,  ils  mesurèrent  la  force  électromotrice  de  certains 
couples,  et  ils  comparèrent  le  chiffre  obtenu  à  la  valeur  calculée  en 
partant  de  la  loi  de  Thomson  et  en  y  ajoutant  le  terme  dû  à  Teffet  Pel- 
tier. Voici  quelques  chiffres  obtenus  par  eux  : 

!•  Couple  :  Cu  |  SO»Cu  diss.  —  ZiiSO»  diss.  |  PbSO»  |  Pb 

E  mesurée  =  0,61  volt  à  20°  G. 

La  loi  de  Thomson  donne  : 

E  =  0,383  volt, 
en  adoptant  : 

Cu,  S,  0»  diss.  =  198,4  calories 
et 


Pb,  S,  0«  =  216,2  calories 

—  n  a 
dT 


—  =  0,00066  volt  par  degré  (entre  0  et  SO'»  G. 


et 


pour  le  système  Cu  |  CuSO'  diss.  |  Cu 

dE 

-j--  =  —  0,00011  volt  par  degré  (entre  0  et  no^»  C.) 

pour  le  système  Pb  |  SO'Pb  |  SO«Zn  diss.  |  SO^Pb  |  Pb. 
D'où  on  tire  d*après  Féquation  d'Helmholtz  : 

E  =  0,608  volt. 

1.  Académie  des  Sciences  (7  mai  1889). 

2.  Rappelons  ici  que  l'effet  Peltier  consiste  dans  réchauffement  ou  le  refroidis- 
sement que  Ton  constate  à  la  surface  de  sr^^aration  de  deux  conducteurs  différents 
lors  du  passage  d'un  courant. 


18  1.ES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUE^» 

2»  Couple  :  Pb  1  PbSO*  -  SO*Zn  diss.  |  Zn 

E  mesurée  =  0,50  volt  à  20«  C. 

Loi  de  Thomson  : 

E  =  0,697  volt 
avec 

Zn,  S,  0*  diss.  ==  248,5  calories. 

i-  z=z  0,00076  volt  par  degré  pour  Zn  |  SO'Zndiss.  |  Zn; 
^=  —  0,0001 1  volt  par  degré  pour  Pb  |  PbSO'  |  ZnSO*  diss.  |  PbSO^  |  Pb. 

D*où,  d  après  Téquation  d'Helmhollz  : 

E  =  0,506  volt. 

3«  Couple  :  Hg  |  Hg»Cl«  |  KCl  diss.  |  AgCI  1  Ag 

E  mesurée  =  --  0,06  volt  à  20*  C. 

Loi  de  Thomson  : 

E  =  +  0,09. 

^  =  0,00068  volt  par  degré  pour  Hg  |  Hg^CP  |  KCl  diss.  |  Hg^Cl»  |  Hg; 
^  =  0,00016  volt  par  degré  pour  Ag  |  AgCl  |  KCl  diss.  |  AgCl  |  Ag. 

D'où,  d'après  Téquation  d'HelmhoItz  : 

E  =  —  0,062  volt. 

L'effet  Peltier  donnant  toujours  une  valeur  de  même  signe  et  de 
même  ordre  de  grandeur  que  la  différence  entre  les  forces  électro- 
motrices, trouvée  et  calculée  d'après  la  loi  de  Thomson,  Chroust- 
choff  et  Sitnikoff  conclurent  que  l'effet  Peltier  est  la  principale  cause 
de  la  complication  de  la  loi  de  Thomson,  son  intervention  expli- 
quant comment  toute  l'énergie  chimique  n*est  pas  convertie  en 
énergie  électrique. 

D'après  les  idées  actuellement  admises,  il  faut  donc  considérer  la 
force  électromotrice  d'une  pile  comme  étant  la  résultante  des  forces 
électromotrices  produites  par  les  actions  chimiques  et  thermiques 
ou,  comme  nous  le  verrons  dans  la  suite,  par  les  actions  osmotiques 
et  thermiques. 

Gonsiitution  des  éleotrolytes.  —  La  première  interprétation  du 
phénomène  d'électrolyse  est  due  à  Grotthus.  Grotthus  admit  que  les 


NOTIONS  GÉNÉRALES  D'ÉLEGTROLYSE 


19 


molécules  d'an  sel  électrolysé  se  décomposent  et  se  recomposent  de 
proche  en  proche,  et  il  expliqua  ainsi  que  les  phénomènes  de  décom- 
position n'apparaissent  qu'aux  électrodes. 

D'après  cette  hypothèse,  les  molécules  n'auraient  aucune  orienta- 
tion avant  l'application  d'une  force  électromotrice.  Dès  l'application 
de  celle-ci,  toutes  les  molécules  s'orienteraient  de  la  même  manière, 
les  deux  parties  char-  . 
gées  d'électricités  con- 
traires étant  tournées 
respectivement  du  côté 
du  pôle  qui  doit  les  atti- 
rer. 

La  force  électromo- 
trice étant  suffisante, 
l'attraction  dés  pôles  sur 
les  éléments  voisins  de- 
viendrait plus  grande 
que  la  force  d'affinité, 
et  les  éléments  consti- 
tuants seraient  mis  en 
liberté  à  ces  pôles,  pen- 
dant que,  dans  tout  l'électrolyte,  il  se  produirait  des  échanges  entre 
les  molécules  voisines  :  l'élément  électro-négatif  d'une  molécule  se 
recombinant  avec  l'élément  électro-positif  de  la  molécule  voisine  et 
ainsi  de  suite.  La  figure  2  rend  compte  du  phénomène  ainsi  expli- 
qué. 

Mais  cette  hypothèse  est  en  contradiction  avec  les  idées  établies 
depuis  sur  la  constitution  des  liquides;  de  plus,  elle  n'explique  pas 
certains  phénomènes  d'électrolyse,  tels  que  le  transport  des  ions  à 
l'état  combiné. 

Les  travaux  de  Clausius  (1846)  ont  rendu  inadmissible  la  théorie 
de  Grotthus.  D'après  Clausius,  les  molécules  liquides  font  un  échang  e 
continuel  de  leurs  atomes,  un  atome  quelconque  pouvant  se  combi- 
ner successivement  avec  d'autres  atomes  de  charge  électrique  inverse. 
Lorsqu'on  applique  la  force  électromotrice,  les  ions  sont  attirés  au 
moment  où  ils  passent  d'une  molécule  à  une  autre  ;  et,  si  la  force 
électromotrice  est  suffisante  pour  vaincre  la  force  d'affinité  chimique, 
rion,  qui  se  trouve  au  pôle  qui  l'attire,  ne  se  recombine  pas  et  se 
dégage  sur  ce  pôle  pendant  que  l'ion  contraire  se  dirige  vers  le  pôle 
opposé. 


Fio.  2.  —  Hypothèse  de  Grotthus. 


20  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Théorie  de  la  dissociation  électrolytiqne  ou  théorie  d'Arrhénius.  — 
En  1887,  Arrhénius  a  émis  une  nouvelle  théorie  qui  a  donné  lieu  à  de 
vives  critiques,  mais  sur  laquelle  nous  insisterons  davantage,  étant 
donné  le  grand  nombre  défaits  et  d*observations  que  permet  d'expli- 
quer cette  conception. 

Cette  théorie  est  basée  sur  la  dissociation  ^leclroly tique.  Arrhénius 
admet  que  les  électrolytes  sont  déjà  décomposés  en  leurs  ions  élec- 
tro-positifs et  électro-négatifs,  celte  décomposition  n'étant  que  par- 
tielle dans  les  dissolutions  concentrées  et  augmentant  de  plus  en 
plus  avec  la  dilution. 

C'est  grâce  à  cette  décomposition  préalable  que  Télectrolyte  est 
conducteur;  le  courant  ne  sépare  pas  les  ions,  il  les  transporte  sim- 
plement aux  deux  pôles. 

Parmi  les  nombreuses  observations  qui  font  la  base  de  cette  tliéo- 
rie,  les  principales  sont  les  suivantes  : 

1°  Pression  osmoiique,  —  Les  molécules  des  corps  dissous  exercent 
au  sein  de  la  solution  une  pression  qu'on  appelle  pression  osmo- 
tique.  Cette  pression  est,  comme  l'a  démontré  PfefTer,  proportion- 
nelle à  la  concentration  et  à  la  température. 

Van't  Hoff  trouva  que  la  pression  osmotique  peut  se  représenter 
par  la  formule  identique  à  celle  des  gaz  : 

PV  =  RT. 

La  valeur  de  R  ayant  été  trouvée  la  même  dans  les  deux  cas,  Van't 
Hoff  formula  la  loi  suivante  : 

La  pression  osmotique  d'une  dissolution  d*une  substance  a  la 
même  valeur  que  la  pression  qu'exercerait  celte  substance  si  elle 
occupait  à  l'état  gazeux  le  volume  occupé  par  la  dissolution. 

Cette  loi  fut  vérifiée  et  reconnue  exacte  pour  un  très  grand 
nombre  de  substances.  Seules  firent  exception  les  substances  acides, 
basiques  ou  salines,  qui  constituent  les  électrolytes.  Dans  ces  der- 
niers cas,  on  trouvait  une  pression  osmotique  supérieure  à  celle  que 
prévoyait  la  théorie  et  souvent  môme  une  pression  double. 

Arrhénius  explique  ce  fait  de  la  présence  dans  la  solution  d'un 
nombre  de  molécules  double  de  celui  que  fait  prévoir  la  formule 
chimique,  par  la  dissociation  de  la  molécule  en  ses  deux  ions. 

2°  Tension  de  vapeur.  —  Les  substances  dissoutes  abaissent  la 
tension  de  vapeur  du  dissolvant  à  l'état  pur.  Ce  phénomène  est  régi 
par  la  loi  suivante  énoncée  par  Raoult  : 

La  diminution  relative  de  la  tension  de  vapeur  d'une  dissolution 


NOTIONS  GÉNÉRALES  DÉLECTROLYSE  21 

quelconque  est  égale  au   rapport  du  nombre  des  molécules  de  la 
matière  dissoute  au  nombre  total  des  molécules  de  la  dissolution. 

Ici  aussi  on  constata  que  seuls  les  électrolytes  faisaient  exception 
et  qu'on  ne  pouvait  leur  appliquer  la  loi  précédente  qu'en  supposant 
double  le  nombre  de  molécules  du  corps  dissous. 

3®  Point  de  congélation.  —  Les  dissolutions  ont  un  point  de  con- 
gélation inférieur  à  celui  du  dissolvant. 

Or  on  trouve  que  les  dissolutions  de  différentes  substances  ont 
un  même  point  de  congélation  pour  un  même  nombre  de  molécules. 

Les  électrolytes  font  encore  exception  à  cette  loi  et  donnent  des 
abaissements  du  point  de  congélation  supérieurs  à  ce  qu'indique  la 
théorie,  ce  qui  impliquerait  un  nombre  de  molécules  supérieur  à 
celui  que  donne  la  formule  chimique. 

On  a  constaté,  de  plus,  que  le  rapport  entre  les  pressions  osmo- 
tiques,  théoriques  et  réelles,  est  égal  au  rapport  des  diminutions 
relatives,  théoriques  et  réelles,  delà  tension  de  vapeur,  ces  dernières 
étant  également  en  relation  constante  avec  les  abaissements  du  point 
de  congélation  pour  les  électrolytes.  . 

\^  Propriétés  des  solutions  étendues,  —  Les  propriétés  des  solu- 
tions salines  peuvent  être  considérées  comme  représentant  la  somme 
des  propriétés  de  l'élément  métallique  et  de  l'élément  acide. 

On  sait,  par  exemple,  que  tous  les  chromâtes  sont  jaunes,  et  les 
bichromates  rouges  en  solution;  ces  colorations  seraient  dues  aux 
ions  CrO*  et  Cr^O^. 

Les  spectres  d'absorption  des  solutions  étendues  sont  la  super- 
position des  spectres  de  l'élément  acide  et  de  l'élément  basique. 

I^^chaleur  dégagée  par  la  neutralisation  des  acides  et  des  bases 
en  solution  étendue  est  constante,  pour  les  différents  acides  et  les 
différentes  bases.  La  théorie  d'Arrhénius  explique  le  phénomène  de 
la  façon  suivante  :  soit  AH  l'acide,  et  MOH  la  base.  La  première 
solution  ne  renferme  que  des  ions  A  et  des  ions  H;  la  seconde,  des 
ions  M  et  des  ions  OH;  après  le  mélange,  la  solution  ne  renferme  que 
des  ions  M  et  des  ions  A.  La  réaction  peut  être  représentée  par 

  +  H  +  M  +  OH  =  M_^  +  I|20. 

Dans  tous  les  cas,  il  n'y  a  donc  que  la  chaleur  dégagée  par  la  for- 
mation de  l'eau  à  partir  des  ions  H  et  OH. 

Ostwald  a  trouvé  que  le  changement  de  densité  résultant  de  la 
neutralisation   d'un  acide  par  différentes  bases,  en  solutions  très 


22  LES  ACCUMUIJITEURS  ÉLECTRIQUES 

étendues,  est  indépendant  de  la  nature  de  Tacide  et  de  la  base.  La 
théorie  d'Arrhénius  explique  aisément  ce  résultat,  puisque  le  phéno- 
mène de  neutralisation  se  réduit  dans  tous  les  cas  à  la  formation  de 
la  molécule  H*0. 

On  sait  également  que,  pour  les  dissolutions  étendues,  le  pouvoir 
rotatoire  d'une  base  active  est  indépendant  de  Tacide  avec  lequel 
elle  est  combinée,  ce  qui  s'explique  par  la  dissociation  des  sels  en 
leurs  ions. 

La  chimie  analytique  présente  également  certains  faits  qui 
témoignent  en  faveur  de  la  liberté  des  ions  :  Tazotate  d'argent,  par 
exemple,  précipite  le  chlore  de  Tacide  chlorhydriqueet  des  chlorures, 
mais  non  de  Tacide  chlorique  ;  dans  le  premier  cas,  le  chlore  serait  à 
rétat  d'ion  libre  dans  la  solution;  dans  le  deuxième,  ce  serait 
rion  CIO». 

il  en  est  de  même  aussi  pour  le  sulfhydrate  d*ammoniaque,  qui 
précipite  le  fer  de  ses  solutions,  et  non  pas  du  ferrocyanure  de 
potassium. 

5*  DUcusBion  de  la  théorie  dArrhénius,  —  Cette  théorie  a  été 
vivement  critiquée  ;  on  a  objecté  en  premier  lieu  qu'il  était  difficile, 
par  exemple,  de  concevoir  des  ions  libres  de  K  et  de  Cl  dans  une 
solution  de  chlorure  de  potassium.  A  cela  on  peut  répondre  avec  les 
partisans  de  la  théorie  d'Arrhénius  que  ces  ions  se  présentent  sous 
forme  atomique  avec .  une  charge  d'électricité  qui  les  protège  contre 
l'action  de  Teau,  tandis  que  nous  ne  les  connaissons  à  Tétat  libre  que 
sous  la  forme  moléculaire. 

Quoi  qu'il  en  soit,  au  point  de  vue  de  la  séparation  absolue  d'un 
sel  en  ses  deux  ions,  il  n'en  reste  pas  moins  vrai  que  cette  théorie 
est  la  plus  importante,  par  suite  du  nombre  considérable  de  faits 
qu'elle  a  permis  d'expliquer  et  de  prévoir. 

Conductibilité  des  électrolytes.  —  Dans  la  mesure  de  la  résistance 
des  électrolytes,  il  y  a  à  tenir  compte  des  phénomènes  de  polarisa- 
tion, d'électrolyse,  etc.  Aussi  les  méthodes  qui  servent  pour  la  mesure 
des  résistances  métalliques  ne  peuvent-elles  être  employées  ici. 

Deux  méthodes  principales  sont  appliquées  : 

La  méthode  éleclrométrique  consiste  à  disposer  en  série  la  résis- 
tance électroly tique  à  mesurer  et  une  résistance  connue.  Le  rapport 
des  différences  de  potentiel  que  l'on  mesure  soit  par  opposition,  soit 
par  la  méthode  du  condensateur,  soit  par  toute  autre  méthode,  donne 
le  rapport  des  résistances. 


NOTIONS  GÉNÉRALES  DÉLECÏROLYSE  23 

Le  liquide  est  contenu  dans  un  tube  de  verre  horizontal,  commu- 
niquant par  des  ouvertures  très  étroites  avec  quatre  tubes  verticaux 
de  même  diamètre,  dans  lesquels  plongent  des  lames  de  platine  ; 
les  deux  extrêmes  amènent  le  courant;  la  différence  de  potentiel 
est  prise  entre  les  deux  intermédiaires. 

Dans  une  deuxième  méthode,  la  résistance  est  mesurée  à  Taide  du 
pont  de  Wheatstone,  à  condition  de  remplacer  le  courant  continu 
par  un  courant  alternatif  et  le  galvanomètre  par  un  téléphone. 

On  observe  que  la  conductibilité  spécifique  d'un  électrolyte  dimi- 
nue lorsque  décroît  la  concentration,  mais  sans  lui  être  proportion- 
nelle. Si  on  appelle  m  le  nombre  des  molécules  dissoutes  dans  1  litre 
de  dissolution  (en  supposant  le  poids  moléculaire  du  corps  exprimé 
en  grammes),  et  c  la  conductibilité,  qui  tend  vers  O  lorsque  la  concen- 
tration diminue  (O  étant  la  conductibilité  de  Teau),  on  trouve  que  le 
rapport 

c 

tend  vers  une  limite  finie. 

u  est  appelé  la  conductibilité  moléculaire  de  la  dissolution  ;  elle 
augmente  lorsque  la  concentration  diminue  et  tend  vers  ^t^  . 

D'après  la  conception  d'Arrhénius,  la  conductibilité  moléculaire  ne 
dépend  que  du  nombre  des  molécules  dissociées  et  doit  augmenter 
avec  la  dilution,  pour  devenir  constante  aux  grandes  dilutions  ;  à  ce 
moment,  en  effet,  toutes  les  molécules  sont  dissociées  en  leurs 
ions. 

Le  rapport  -*—>  qui  donne  alors  la  mesure  du  nombre  des  molé- 
P-oo 
cules  dissociées,  a  été  désigné  sous  le  nom  de  coefficient  de  disso- 
ciation. 

D'après  la  théoried'Arrhéniusetaussid'aprèslesloisdeKohlrausch, 
lois  qu'on  verra  plus  loin,  il  est  permis  d'émettre,  au  sujet  de  la  pro- 
pagation du  courant  à  travers  un  électrolyte,  l'hypothèse  suivante  : 
pendant  l'électrolyse,  ce  sont  les  ions  qui  transportent  avec  eux 
l'électricité  par  un  véritable  phénomène  de  convection  ;  l'ion  électro- 
positif, chargé  positivement,  est  entraîné  dans  le  sens  du  courant; 
l'ion  électro-négatif, c1iargénégativement,est  entraîné  en  sens  inverse. 
Ces  ions,  dans  leurs  mouvements,  sont  soumis  à  des  frottements  de 
la  part  du  dissolvant  qu'on  peut  considérer  comme  un  milieu  inerte. 
On  peut,  par  suite,  concevoir  que  ces  ions  se  déplaceront  avec  des 
vitesses  différentes. 


24  LES  ACCUMUÎJITEURS  ÉLECTRIQUES 

Le  phénomène  connu  sous  le  nom  de  transport  des  tons  devient 
ainsi  parfaitement  explicable.  Lorsqu'on  électroljse  un  sel,  du  sul- 
fate de  cuivre  par  exemple,  si  on  a  en  soin  de  séparer  les  deux  pôles 
par  un  cloisonnement,  on  trouve  que  la  perte  de  concentration  n'est 
pas  la  même  dans  les  deux .  compartiments  et  que  la  concentration 
en  sulfate  de  cuivre  est  plus  grande  à  Tanode  qu'à  la  cathode. 

Dans    ce    cas,    on   appellera   nombre   de  transport  ou   nombre 

d'Hittdorf  de  Tion  Cu  le  rapport  entre  le  cuivre  transporté  et  le 

cuivre  déposé,  ou  encore  la  fraction  d* équivalent  perdu  à  la  cathode. 

Si  n  est  ce  nombre,  on  a  évidemment  pour  le  nombre  de  transport 

n'  de  l'ion  SO*  : 

n  =  \  —  n. 

En  appelant  v  la  vitesse  de  Tion  Cu,  et  v  la  vitesse  de  Tion  S0\ 
on  démontre  aisément*  que 

t  ^  ,  v' 

et  n  :=. 


r  -f  r  V  +  V 

Le  phénomène  peut  être  interprété  d'une  façon  très  simple.  Si  on 
considère  en  effet  une  solution  de  sulfate  de  cuivre  pour  laquelle  on  a  : 

n=0,66  et  n  =  0,33 

(ce  qui  signifie  que  la  perte  de  concentration  est  deux  fois  plus 
grande  autour  de  la  cathode  qu'autour  de  l'anode),  on  peut  repré- 


SO* 


so*  O  O  O  O  O 

Cu  D  D  D  n  n 


O  O  O  O  O       so*      ^ 

n  n  D  n  D      ci/ 

oooooooooso* 
n  D  D  — jT  ci/^ 


CaD  D  D  D  D  n  n 

Fio.  3  et  4.  —  Transport  des  ions. 

senter*  les  cathions  Cu  par  des  carrés  et  les  anions  SO*  par  des 
cercles  (fiff.  3  et  4  ci-dessus).  Au  début,  la  concentration  est  la  même 

.   1.  Hoilard,  Théorie  des  ions  et  VElectrolt/se.p.  49. 

2.  Nous  représenterons  toujours,  dans  la  suite,  les  ions  par  le  symbole  sur- 
monté d'un  nombre  de  charges  positives  ou  négatives  correspondant  à  la  valence 
de  cet  ion. 


NOTIONS  GÉNÉRALES  D'ÉLECTROLYSE  25 

autour  de  chaque  électrode,  et  le  trait  vertical  de  la  figure  3  sépare 
en  deux  moitiés  égales  les  ions.  Après  un  certain  temps  de  passage 
du  courant,  la  perte  de  concentration,  deux  fois  plus  forte  du  côté 
de  la  cathode,  peut  se  traduire  par  un  déplacement  vers  Tanode  de 

—  +  + 

deux  fois  plus  d'ions  SO*  qu'il  n'y  a  d'ions  Cu  déplacés  vers  la 

cathode.  Les  pertes  de  concentration  aux  deux  pôles  sont  donc  don- 
nées par  les  longueurs  v  et  v  {fig.  4),  qui  représentent  par  consé- 
quent respectivement  les  chemins  parcourus  pendant  le  même  temps 
par  les  cathions  et  les  anions,  c'est-à-dire  les  vitesses  relatives 
de  ceux-ci. 

M.  Bouty,  après  de  remarquables  études  sur  la  conductibilité  des 
électrolytes,  partagea  les  sels  neutres  en  sels  normaux  et  sels 
anormaux,  les  premiers  obéissant  à  la  loi  suivante  :  la  conductibilité 
moléculaire  limite  \j.^  a  la  même  valeur  pour  les  sels  neutres 
normaux;  cette  valeur  correspond  à  0,081  ohm-cm  par  molécule- 
gramme  par  litre,  à  la  température  de  0**C. 

Cherchant  une  autre  distinction  entre  les  sels  normaux  et  les 
sels  anormaux,  M.  Bouty  a  trouvé  que,  pour  les  premiers,  les  nombres 
de  transport  des  ions  sont  égaux  à  0,5  et  qu'ils  en  diffèrent  pour 
les  sels  neutres  anormaux. 

Cependant,  comme  conclusion  de  ses  travaux,  M.  Kohlrausch 
n'admet  pas  ces  distinctions  et  émet  les  deux  lois  suivantes  : 

!•  La  conductibilité  moléculaire  limite  d'un  électrolyte  quelconque 
est  égale  numériquement  à  la  somme  de  deux  nombres  caractéris- 
tiques des  deux  ions  qui  le  composent  ; 

2°  Ces  nombres  caractéristiques  des  ions  sont  proportionnels  à 
leurs  nombres  de  transport. 

Il  en  résulte  évidemment  qu'on  connaîtra  la  conductibilité  d'un 
électrolyte  par  une  simple  addition  des  nombres  caractéristiques 
des  ions  qui  le  composent. 

Voici  quelques-uns  de  ces  nombres,  à  la  température  de  23°, 8  C.  : 

Cl 6,58X10-2  H 32,35X10-2 

Br 6,73  K 6,58 

1 6,73  Na 4,46 

AzO* 5,84  Li 3,43 

CI03 5,34 

C10«........  6,21 

Poar  la  conductibilité  moléculaire  limite  du  chlorure  de  sodium, 

on  aura  : 

l^oo  =  -  =  (6,58  +  4,46)  10-2  —  qj  i 


26  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

par  molécule-gramme  par  litre.  Les  nombres  de  transport  n  de  Cl 
et  v!  de  Na  seront  déterminés  par  : 

n  +  n=.l  et  -,  =  — . 

Les  lois  de  Kohirausch  sont  en  complet  accord  avec  la  théorie 
d'Arrhénius,  et  peuvent  être  déduites  théoriquement  de  la  théorie 
du  transport  des  ions^ 

Variation  de  la  conductibilité  avec  la  température.  —  A  l'inverse 
des  résistances  métalliques,  les  électrolytes  ont  une  conductibilité 
qui  augmente  avec  la  température. 

Si  on  appelle  R^  et  R/  les  résistances  d'un  électrolyte  à  0  et 
à  t^  C,  on  a  : 

R,  =  Ro  (1  -  «0- 

Le  coefficient  de  température  a  a  été  trouvé  le  même  pour  tous  les 
sels  normaux. 

Ce  coefficient  est  variable  avec  la  concentration;  il  augmente 
quand  la  concentration  diminue  et  tend  vers  une  valeur  constante 
pour  les  grandes  dilutions. 

1.  P.  Janet,  Transport  des  ions  (C Éclairage  électrique,  28  sepembre  1895). 


CHAPITRE  111 
THÉORIE  CHIMIQUE  DE  L'ACCDlIUIiATEDR  AU  PLOHB 


Généralités  sur  les  accumulateurs.  —  Nous  avons  défini  par  accu- 
mulateur, ou  plus  correctement  pile  ou  couple  réversible,  tout 
générateur  électro-chimique  d'électricité  capable  d'être,  après  son 
épuisement,  régénéré  dans  son  état  chimique  initial  à  Taide  d'une 
source  extérieure  d'énergie  électrique. 

Pendant  son  fonctionnement  à  la  décharge,  l'accumulateur  devra 
donc  être  considéré  comme  une  simple  pile.  A  la  charge,  il  agira 
comme  une  cuve  électroly tique. 

Au  point  de  vue  chimique,  il  convient  d'étudier  les  différentes 
transformations  dont  sont  le  siège  les  parties  constitutives  de  l'ac- 
cumulateur :  électrolyte,  anode  et  cathode,  pendant  les  différentes 
phases  du  fonctionnement. 

De  même  que  dans  la  pile,  la  force  électromotrice  développée  ici 
sera  d'autant  plus  élevée  que  ces  réactions  chimiques  seront  suscep- 
tibles d'un  dégagement  de  chaleur  plus  considérable,  abstraction 
faite,  ainsi  que  nous  avons  vu  précédemment,  de  la  quantité  de 
chaleur  qui  peut  rester  confinée  dans  Taccumulatcur. 

Quant  à  l'énergie  totale  que  fournit  l'accumulateur  pendant  sa 
décharge,  elle  est,  comme  pour  la  pile,  proportionnelle  à  sa  force 
électromotrice  d'une  part,  et,  d'autre  part,  à  la  quantité  d'électricité 
dépendante,  ainsi  qu'on  sait,  des  masses  des  éléments  entrant  en 
réaction  et  des  équivalents  électrochimiques  de  ceux-ci. 

Après  la  décharge,  l'accumulateur  se  distingue  de  la  pile  par  sa 
régénération  pratique  et  économique.  Alors  que,  pour  un  fonction- 
nement ultérieur  de  celle-ci,  les  substances  épuisées  doivent  être 
remplacées   par  des  substances  fraîches,  opération  très  coûteuse 


28  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

en  général,  il  suffit,  pour  rendre  aux  composés  cliîmiques  épuisés 
dans  raccumulateur  leur  activité  première,  de  faire  passer  dans 
celui-ci  un  courant  de  sens  inverse  à  celui  de  la  décharge  ;  c'est  cette 
opération  que  Ton  appelle  la  charge.  Cette  charge  électrique,  pen- 
dant laquelle  les  réactions  chimiques  doivent  être  inverses  de  celles 
de  la  décharge,  exige  des  conditions  particulières  de  l'élément  qui 
la  subit,  conditions  si  difficiles  à  réaliser  que  bien  peu  de  piles 
connues  sont  parfaitement  réversibles.  Ces  conditions  sont  réalisées 
dans  le  couple  plomb  |  acide  sulfurique  |  peroxyde  de  plomb,  dont 
nous  allons  d'abord  faire  l'étude. 

Constitution  chimique  des  électriodes  de  raccumulateur  au  plomb. 
—  Lorsque  furent  découverts  les  premiers  couples  réversibles,  on 
croyait  que,  sous  Tinlluence  du  courant  primaire,  les  électrodes  se 
polarisaient  physiquement,  acquérant  ainsi  une  charge  électrosta- 
tique positive  sur  une  électrode,  négative  sur  l'autre.  D'où  le  nom 
de  courant  de  polarisation  donné  au  courant  secondaire. 

On  sait  maintenant  que  l'accumulateur  est  une  pile  réversible 
transformant  l'énergie  chimique  en  énergie  électrique  à  la  décharge 
et  Ténergie  électrique  en  énergie  chimique  à  la  charge. 

Dans  ses  diiïérents  états,  l'accumulateur  au  plomb  subit,  par  con- 
séquent, des  transformations  chimiques  qu'il  importe  tout  d'abord 
de  connaître.  On  verra  que,  si  certaines  de  ces  réactions  chimiques 
sont  unanimement  admises,  d'autres,  au  contraire,  donnent  lieu 
actuellement  encore  à  des  discussions. 

A  priori,  il  peut  paraître  simple  de  déterminer  exactement  la  cons- 
titution chimique  des  électrodes  dans  leurs  différents  états  par  les 
procédés  analytiques  connus.  En  réalité,  de  grosses  difficultés  se 
présentent.  Lorsque  l'élément  est  chargé,  les  faits  sont  relativement 
simples,  et  l'accord  est  actuellement  fait  entre  les  différents  auteurs 
au  sujet  de  la  constitution  de  l'accumulateur  en  cet  état  :  à  l'anode, 
la  matière  active  est  le  peroxyde  de  plomb  PbO^  ;  à  la  cathode,  elle 
est  constituée  par  du  plomb  métallique  Pb  (comme  composition 
chimique,  abstraction  faite  ici  des  différences  d'état  physique)  ; 
quant  à  félectrolyte,  c'est  l'acide  sulfurique  H'SO^  plus  ou  moins 
^lllué. 

Sur  la  composition  chimique  à  la  fin  de  la  décharge,  des  incerti- 
tudes subsistent  encore.  C'est  qu'en  effet  l'utilisation  du  peroxyde  de 
plomb  à  l'anode  et  celle  du  plomba  la  cathode  ne  sont  jamais  totales, 
de  sorte  que  l'analyse  chimique  indique  une  composition  complexe 


THÉORIE  CHIMIQUE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  29 

pouvant  être  un  mélange  de  sulfate  ou  d'oxydes  simples  de  plomb 
ou  une  combinaison  définie. 

Si  maintenant  on  examine  les  résultats,  non  plus  qualitativement, 
mais  quantitativement,  et  que  Ton  recherche  la  proportion  des  diffé- 
rentes substances  produites  pendant  la  décharge  en  fonction  de  la 
quantité  d'électricité  débitée,  l'analyse  chimique  est  soumise  à 
d'autres  causes  d'erreur  :  la  matière  active  ne  travaillant  pas  unifor- 
mément en  profondeur  ni  même  sur  toute  la  surface  de  la  plaque,  de 
grosses  erreurs  peuvent  être  commises  si  on  s'en  rapporte  à  un 
échantillon  ;  d'autre  part,  pendant  l'analyse  même,  la  composition 
des  substances  peut  varier  légèrement  :  c'est  ainsi  que  les  oxydes,  en 
présence  de  l'acide  sulfurique,  peuvent  passer  à  l'état  de  sulfate,  que 
le  plomb  spongieux  peut  s'oxyder,  puis  se  sulfater,  etc. 

L'analyse  chimique  exige  des  précautions  très  minutieuses.  Mal- 
heureusement elles  ne  paraissent  pas  toujours  avoir  été  prises  dans 
un  certain  nombre  de  travaux  que  nous  analyserons. 

Au  sujet  des  transformations  chimiques,  il  est,  en  outre,  certains 
points  sur  lesquels  l'analyse  chimique  ne  peut  se  prononcer.  - 

C'est  ainsi,  par  exemple,  qu'elle  est  impuissante  à  montrer  si  le 
sulfate  de  plomb  trouvé  sur  la  négative  est  produit  par  sulfatation 
directe  du  plomb  ou  par  sulfatation  des  oxydes  Pb^O  ou  PbO,  qui 
seraient  alors  des  produits  intermédiaires. 

Dans  la  suite,  l'étude  des  différents  phénomènes  dont  l'accumula- 
teur est  le  siège  nous  fixera  peu  à  peu  sur  ces  aifférents  points. 
Pour  rinstant,  nous  devons  analyser  ici  toutes  les  différentes  théories 
chimiques  qui  ont  été  émises,  quitte  à  les  réfuter  ou  à  les  discuter 
plus  tard. 

Mentionnons  cependant  que  la  théorie  qui  reste  le  plus  en  accord 
avec  les  faits  est  celle  de  la  double  sulfatation.  D'après  cette  théorie, 
il  y  a  pendant  la  décharge  transformation  du  peroxyde  de  plomb  à 
l'anode  et  du  plomb  à  la  cathode,  en  sulfate  de  plomb,  la  quantité  de 
celui-ci  étantproportionnelle  au  nombre  d'ampères-heures  débités, et  la 
matière  active  à  la  fin  de  la  décharge  se  présentant  sous  la  forme 
d'un  mélange  de  ce  sulfate  avec  les  matières  actives  non  utilisées.  A 
la  charge,  le  sulfate  de  plomb  se  transforme  à  nouveau  en  peroxyde 
à  la  positive  et  en  plomb  à  la  négative,  pendant  que  l'électrolyte, 
dont  la  concentration  en  acide  sulfurique  avait  diminué  pendant  la 
décharge,  remonte  à  sa  concentration  initiale. 

Nous  pourrions  étudier  séparément  les  variations  de  composition 
chimique  de  chacune  des  électrodes  et  de  l'électrolyte.  Cependant, 


30  LES  ACCUMUIATBUR8  ÉLECTRIQUES 

comme  les  nombreux  travaux  effectués  à  cet  effet  se  rapportent  en 
général  à  ces  trois  parties  constituantes  de  Taccumulateur,  nous 
croyons  préférable,  pour  la  simplicité  de  Texposé,  d'analyser  succes- 
sivement chacun  de  ces  travaux  en  suivant  sensiblement  Tordre  chro- 
nologique. Nous  résumerons  d'ailleurs  en  fin  de  chapitre  les  diffé- 
rentes théories  et  hypothèses. 

Comme,  indépendamment  des  réactions  principales,  il  peut  se  pro- 
duire pendant  le  fonctionnement  de  l'accumulateur  d'autres  réac- 
tions dues  à  Télectrolyse  de  l'acide  sulfurique,  nous  commencerons 
par  étudier  celles-ci.  Cet  ordre  est  indispensable  puisque,  comme 
nous  le  verrons,  certaines  théories,  comme  celle  de  G.  Darrieus, 
par  exemple,  reposent  sur  quelques-unes  de  ces  réactions. 

Pour  cette  raison,  nous  allons  examiner  la  production  des  composés 
suroxygénés  ainsi  que  l'occlusion  des  gaz  hydrogène  et  oxygène 
pendant  l'électrolyse  de  l'acide  sulfurique. 

Sur  les  produits  suroxygénés  de  Téleoirolyse  de  l'acide  sulfurique. 
—  Lorsqu'on  électrolyse  une  solution  d'acide  sulfurique  dans  l'eau, 
on  trouve,  comme  produits  principaux^  l'oxygène  à  l'anode  et  l'hy- 
drogène à  la  cathode,  qui  se  dégagent  à  l'état  gazeux. 

Cependant  d'autres  produits  peuvent  être  formés  dans  le  cas  de 
fortes  concentrations  d'acide  et  de  densités  de  courant  élevées. 

C'est  ainsi  qu'un  acide  très  concentré  peut  se  réduire  à  la  cathode 
en  donnant  de  l'acide  sulfureux,  de  l'hydrogène  sulfuré  et  même  du 
soufre.  Nous  ne  nous  étendrons  pas  sur  l'obtention  de  ces  corps,  qui 
nécessite  une  concentration  qui  n'est  jamais  employée  dans  l'accu- 
mulateur. 

A  l'anode,  il  peut  se  former,  indépendamment  de  l'oxygène,  de 
l'acide  persulfurique  H^S^O*,  de  l'eau  oxygénée  H'O^  et  de  l'ozone. 

C'est  Berthelot  qui,  le  premier,  a  montré,  en  1878,  que  l'acide  per- 
sulfurique peut  être  obtenu  par  électrolyse  de  l'acide  sulfurique  et 
qu'il  se  forme  en  même  temps  de  l'eau  oxygénée  par  suite  d'une 
réaction  entre  l'acide  persulfurique  et  l'acide  sulfurique  étendu. 
Cet  acide,  qui  cristallise  à  0''  C,  est  très  instable  :  il  se  décompose 
spontanément,  au  bout  de  quelques  jours,  à  l'état  sec  ;  en  solution 
aqueuse,  il  se  détruit  rapidement;  on  peut  le  conserver  quelque 
temps  dans  une  solution  sulfurique,  mais  il  se  décompose  peu  à  peu 
en  dégageant  de  l'oxygène. 

Berthelot  a  trouvé  que  les  proportions  d'acide  persulfurique  et 
d'eau  oxygénée  dépendent  de  la  concentration  de  l'acide  sulfurique 


THÉORIE  CHIMIQUE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PI^MB 


3i 


et  que,  pour  obtenir  ce  dernier  corps  H^O*,  il  est  nécessaire  d'eni- 
ployer  des  densités  diacide  supérieures  à  1,30  et  de  grandes 
densités  de  courant. 

L'acide  persulfurique  se  décompose  en  eau  oxygénée  après  cessa- 
tion du  courant.  Ces  deux  corps  offrent  à  peu  près  les  mômes  réac- 
tions; mais  Teau  oxygénée  seule  agît  sur  le  permanganate  de 
potassium.  Berthelota  donné  le  nom  d'  «  oxygène  actif»  au  composé 
oxydant  de  Tacide  sulfnrique  électrolysé. 

Fr.  Ricbarz  *  a  déterminé  les  conditions  de  formation  des  trois 
corps  :  ozone,  eau  oxygénée  et  acide  persulfurique. 

Les  trois  tableaux  suivants  résument  les  résultats  de  ces  recherches, 
qui  ont  été  effectuées  en  électrolysant  Tacide  sulfurique  à  Taide 
d^électrodes  en  platine. 


TABLEAU    2 

INFLUENCE  DE   LA   DURÉE  DU   COURANT 


DURÉE 

bC  PASSAGE  DU  COCRAXT 

OXYGÈNE  DISPONIBLE 

ACCROISSEMENT  PAR  1/4  HEURE  1 

en  ozone  dégagé 

ac.H2S-^08  dissous 

de  l'orone 

de  HSSS08  dissous 

i/4  heure 

0,61 

33,96 

0,61 

33,96 

2  heures 

6,00 

499 

0,77 

^3,6 

4      — 

41,3 

308,4 

0,66 

43,7 

7      — 

23,0 

393,9 

0,97 

7,1 

8      — 

62,2 

406,9 

0,8 

+  3,2 

9      ~ 

30,4 

402 

ifi 

-  i,2 

Après  un  certain  temps,  la  quantité  de  H'S^O^  reste  à  peu  près 
constante  par  suite  de  la  réduction  de  ce  corps  par  Thydrogène  à  la 
cathode. 


1.  Lumière  éUclrique,  t.  XV,p.  514,  et  t.  XXlll,  p.  172  ;  —  WiedmanrCs  Annalen, 
t  XXIV,  p.  183  à  209. 


32 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

TABLEAU    3 
LNFLUKNGE  DK  LA   DENSITÉ  DU  COLKANT 


VOLUME 

OXYGÈNE  DISPONIBLE 

OAZ   TOÎINAMT 

en  cm3 

dans  Pozone 

dans  HîS-O» 

285 

l,i 

45,6 

197,1 

0,61 

34,0 

136,4 

0,26. 

24,7 

90,02 

0,11 

16,25 

51,36 

0,04 

8,58 

22,43        - 

2,32 
Non              S'it? 

7,25 
3,43 
1,80 

<       0  03 
mesurable        ^^^^^^^ 

'       0,002 

1 

TABLEAU  4 

LNFLUKNGE   DE  LA  CONCENTRATION 


OXYGÈNE  DISPONIBLE                          || 

DENSITÉ 

H-^SOi  daDS 

100  parties  d'acide 

dans  l*ozone 

dans   H2S-i08 

dans   li^O^ 

1,069 

«0,1 

0,11 

0,62 

0 

1    1,143 

19,8 

0,18 

6,79 

0 

(    1,210 

28,3 

0,11 

16,25 

0 

1,302 

39,5 

0,10 

22,01 

0 

1,406 

50,7 

0,15 

18,76 

0 

1,502 

60,0 

0,06 

4,80 

2,54 

1,607 

69,4 

0,05 

3,49 

3,43 

1,705 

77,6 

0,07 

2,55 

4,17 

1,812  . 

89,4 

0,07 

1,21 

2,61 

L'ozone  était  dosé  avec  Tiodure  de  potassium  : 

4KI  +  203  +  2H20  z=  4K0H  +  SP  +  202, 
riode  étant  titré  avec  Thyposulfite  en  présence  de  l'amidon  : 
2Na2S203  +  21  =  2NaI  +Na2S''06. 


l:; 


THÉORIE  CnrMIQUK  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  33 

Le  dosage  de  l'acide  persulfurîque  était  effectué  à  Taide  du  sulfate 

ferreux  : 

4FeS0^  +  SW  =  2Fe2  (S0»)3, 

la  différence  dans  le  titre  du  sulfate  ferreux  avant  et  après  Topéra- 
tion  étant  mesurée  pair  le  permanganate  de  potassium. 

L'eau  oxygénée  était  titrée  par  le  permanganate  de  potassium  en 
solution  étendue  : 

Mn*0«Ka  4-  2Hao«  =  2K0H  +  Mn^OMl^  +  60. 

A  la  densité  1,209,  avec  des  électrodes  en  platine,  à  la  température 
0*C.,  il  ne  se  produit  pas  d'eau  oxygénée  en  quantité  appréciable,  et 
la  quantité  d'ozone  est  toujours  très  faible  par  rapport  à  celle  de 
lacide  persulfnrique. 

L'acide  persulfurique  formé  à  l'électrode  positive  est  partiellement 
réduit  à  la  négative.  La  quantité  M  de  cette  substance  qui  existe  à 
un  moment  donné  t  parait  représentée  par 

M=:  A{i— é»    "'); 

elle  tend  vers  un  certain  maximum  quand  t  croît  indéfiniment. 

La  quantité  d'acide  persulfurique  produite  par  le  passage  d'une 
quantité  d'électricité  donnée  croît  avec  la  densité  au  courant,  tant 
que  l'élévation  de  température  produite  par  ce  courant  est  négli- 
geable. La  quantité  d'ozone  croît  plus  rapidement  encore. 

L'eau  oxygénée  ne  commence  à  apparaître  que  quand  l'acide  est 
suffisamment  concentré  (60  0/0  d'acide).  Le  maximum  est  obtenu 
avec  une  liqueur  renfermant  80  0/0  d'acide.  Le  rapport  .de  l'eau  oxy- 
génée à  l'acide  persulfurique  croît  avec  la  concentration.  La  quantité 
d  ozone  paraît  plus  faible  dans  le  cas  de  liqueurs  concentrées. 

Tous  les  résultats  relatifs  à  Tozone  sont  d'ailleurs  assez  incertains. 
On  constate  dans  toutes  les  expériences  un  déficit  en  oxygène  par 
rapport  à  la  quantité  théorique.  Ce  déficit  provient  de  l'absorption  de 
gaz  tonnant  par  les  électrodes  et  aussi  de  la  réduction  de  l'acide 
persulfurique. 

Dans  des  expériences  effectuées  à  basse  température,  le  tube  à  élec- 
trolyse  étant  entouré  d'eau  et  de  glace,  le  professeur  Macleod  ^  a 
trouvé  que  la  quantité   d'ozone  fournie  par  Télectrolyse  de  l'acide 

J.  Lumière  électrique,  t.  XXI,  p.  226. 


34  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

sulfurique  est  maxima  pour  les  densités  d'acide  comprises  entre 
1,075  et  1,10,  etqu*il  s'en  forme  16  à  17  0/0,  en  poids,  de  l'oxygène. 
G.  H.  Robertson  admet  également  que  le  produit  primaire  de 
Télectrolyse  des  solutions  de  H^SO*  est  Facide  persulfurique  H*S*0*, 
instable,  qui,  après  cessation  de  Télectrolyse,  donne  H^O^,  en 
quantités  variables  suivant  la  densité  de  la  solution.  Il  trouve  qu'il 
s'en  forme  d'autant  plus  que  la  densité  de  courant  est  plus  grande. 
Concentrée,  l'eau  oxygénée  est  instable  ;  mais,  diluée,  elle  peut  sub- 
sister longtemps  après  disparition  de  H^S^O*, 

H'O^  étant  décomposée  par  les  métaux  spongieux  et  par  le 
peroxyde  de  plomb  PbO^  en  donnant  de  l'oxygène,  cet  auteur 
explique  ainsi  le  dégagement  d'oxygène  que  l'on  constate  après 
charge  sur  la  plaque  peroxydée. 

Robertson  a  d'ailleurs  constaté  la  présence  de  l'oxygène  actif  dans 
tous  les  états  de  l'électrolyte  de  l'accumulateur  au  plomb,  cet  oxy- 
gène actif  étant  dû  à  la  présence  de  H*S*0'  et  H^O'  en  proportions 
variables.  Pendant  la  charge,  H-S'O®  est  prépondérant;  pendant 
la  décharge,  la  quantité  de  H^O^  augmente  graduellement;  tandis 
que,  dans  un  élémentqui  est  resté  en  repos  quelque  temps,  il  n'existe 
guère  que  H^O^. 

L'oxygène  actif  se  forme  dès  l'établissement  du  courant;  il  décroit 
ensuite  légèrement  et  augmente  finalement  jusqu'à  une  quantité  un 
peu  supérieure' à  la  quantité  initiale.  Le  début,  tant  de  la  charge 
que  de  la  décharge,  est  toujours  accompagné  d'une  augmentation, 
excepté  dans  le  cas  des  éléments  qui  ont  été  longtemps  inactifs. 

Remplaçant  dans  un  élément  l'acide  sulfurique  par  le  sulfate  de 
sodium,  Robertson  trouva  moins  d'oxygène  actif.  Il  attribue  ce  fait 
à  la  moindre  proportion  de  H^O*. 

Il  donne  encore  la  preuve  suivante  de  la  formation  de  H^O^.  L'acide 
ordinaire  contient  un  peu  de  manganèse  et,  lorsqu'on  le  soumet  à 
l'électrolyse,  on  observe  pendant  la  charge  une  coloration  rouge 
particulière.  Or,  si  l'on  enlève  le  liquide  de  l'élément,  cette  colo- 
ration disparaît  rapidement.  Comme  H^S^O®  n'a  pas  d'action  sur  le 
permanganate,  tandis  que  H^O^  le  décolore,  la  disparition  de  la 
couleur  est  une  preuve  de  l'existence  de  ce  dernier. 

Dans  leurs  travaux,  Gladstone  et  Tribe  ont  observé  d'autre  part  que 
le  dégagement  d'oxygène  provenant  du  peroxyde  de  plomb  chargé, 
séparé  de  son  support,  doit  être  dû  à  la  présence  de  traces  d'un 
corps  décolorant  le  permanganate  de  potassium,  et  semblant  être 
l'eau  oxygénée  ou  l'ozone. 


THEORIE  CHIMIQUE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  35 

Signalons  encore  que  Barber- Starkey  donne,  comme  preuve  de 
la  présence  del'eau  oxygénée,  ce  fait  que  Tintroduction  de  carbonate 
de  soude  dans  Télectrolyte  a  pour  effet  de  diminuer  la  force  électro- 
motrice initiale.  On  sait  que  Télectrolyse  du  sulfate  de  sodium 
donne  lieu  à  la  formation  de  NaOU  dont  une  trace  décompose  Teau 
oxygénée  * , 

Occlusion  des  gaz  hydrogàne  et  oxygène  dans  les  plaques.  —  On 
connaît  le  phénomène  d'occlusion  que  présentent  les  différents 
métaux  à  des  degrés  différents. 

Certains  auteurs  ont  prétendu  que,  dans  Taccumulateur  au  plomb, 
il  y  avait  occlusion  de  Thydrogène  sur  le  plomb  de  la  négative  et  de 
loxygène  sur  le  peroxyde  de  la  positive,  la  recombinaison  de  ces 
deux  gaz  pendant'  la  décharge  causant  ainsi  la  force  électromotrice 
de  raccumulateur,  11  convient  donc  de  mentionner  ici  les  travaux  qui 
ont  été  entrepris  pour  réfuter  cette  hypothèse. 

Gladstone  et  Tribe^  ont  recherché  la  quantité  d'hydrogène  occlus 
ou  combiné  au  plomb. 

S'appuyant  sur  ce  fait  que  Thydrogène  occlus  réduit  le  chlorate  de 
potassium  en  chlorure,  ils  ont  trouvé  que  la  quantité  de  celui-ci  est 
presque  inappréciable  ;  mais  ils  admettent  cependant  que,  môme  en 
si  petite  quantité,  cet  hydrogène  occlus  peut  être  la  cause  de  Taug* 
mentation  de  la  force  électromotrice,  qui  se  produit,  comme  nous  le 
verrons,  à  la  fin  de  la  charge. 

Afin  de  déterminer  la  quantité  de  gaz  occlus  dans  les  plaques, 
Frankland  ^  fit  Texpérience  suivante  : 

Deux  spirales  de  plomb  formant  un  accumulateur  furent  chargées 
complètement,  puis  introduites  séparément  dans  des  récipients  où 
on  pouvait  faire  le  vide  et  extraire  les  gaz.  L'électrode  négative 
étant  chauffée  jusqu'à  la  fusion,  et  l'électrode  positive  un  peu  au- 
des.sous  du  point  de  décomposition  du  peroxyde,  on  ne  retira  que 
des  traces  très  faibles  d'oxygène  et  d'hydrogène. 

G.  Newmann  et  F.  Streintz^,  après  avoir  constaté  la  présence 
d'hydrogène  occlus  dans  une  plaque  de  plomb  chargée  au  pôle  néga- 
tif,  déterminèrent  la   quantité  d'hydrogène  que   peut  absorber  le 

i.  Oq  verra  plus  loin  qu'uae  telle  addition  peut  provoquer  une  baisse  de  force 
électromotrice,  par  suite  d'une  simple  diminution  de  la  concentration  de  Tacide 
solfurique. 

2.  Lumière  électrique,  t.  IX,  p.  25. 

3.  Lumière  e'iec trique,  t.  XII,  p.  231. 

4.  Lumière  électrique,  t.  XLV,  p.  592,  1892. 


36  LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

plomb,  en  chauffant  une  lame  de  ce  métal  dans  un  courant  d*bydro- 
gène,  en  chassant  l'hydrogène  en  excès  par  Tacide  carbonique,  puis 
faisant  passer  un  courant  d'oxygène  sur  le  plomb  chauffé.  L'hydro- 
gène occlus  se  combinant  avec  l'oxygène  donnait  de  Teau  qu'on 
recueillait  dans  des  tubes  à  chlorure  de  calcium.  Ils  trouvèrent  ainsi 
que  le  plomb  absorbe  environ  11  0/0  de  son  volume  d'hydrogène. 

Les  gaz  occlus  dans  les  électrodes  de  l'accumulateur  au  plomb 
n'existant  qu'en  quantités  très  petites,  on  ne  peut  pas  leur  attribuer 
la  cause  de  la  force  électromotrice  constante.  D'ailleurs  Gladstone  et 
Hibbert  ^  font  remarquer  que  la  force  électromotrice  ne  peut  pas 
être  due  à  la  présence  d'oxygène  à  la  positive  et  d'hydrogène  à  la 
négative,  car  ce  couple  ne  donne  que  1,5  volt,  alors  que  l'accumula- 
teur au  plomb  donne  environ  â  volts. 

Ces  traces  de  gaz  occlus  peuvent  cependant  jouer  un  certain  rôle 
et  expliquer,  ainsi  que  nous  le  verrons,  certains  phénomènes  passa- 
gers. 

Quant  aux  réactions  chimiques  principales,  elles  vont  être  exami- 
nées dans  les  travaux  suivants. 

Travaux  de  Planté.  —  Après  avoir  trouvé  que  le  voltamètre  à  fils 
de  plomb  était  le  plus  actif,  Planté  en  détermina  les  causes.  Il  trouva 
que  la  matière  brune  formée  au  pôle  positif  est  du  peroxyde  de 
plomb  adhérent  et  insoluble.  Citons  ce  passage  de  ses  Recherches  sur 
r électricité  ^  : 

Cette  adhérenceet  cette  insolubilité  du  peroxyde  de  plomb,  jointes  à 
son  affinité  pour  l'hydrogène,  en  raison  du  degré  élevé  de  son  oxydation, 
contribuent  à  faire  produire,  par  un  voltamètre  à  électrodes  de  plomb,  un 
courant  secondaire  plus  intense  et  déplus  longue  durée  que  celui  de  tous 
les  autres  métaux. 

Le  plomb  recouvert  de  peroxyde  de  plomb  se  comporte,  en  effet,  dans 
Teau  acidulée  par  l'acide  sulfurique,  d'une  manière  exactement  inverse 
de  celle  du  zinc  dans  le  môme  liquide. 

11  tend  à  décomposer  l'eau,  en  s'emparant  de  l'hydrogène,  et  à  devenir 
le  pôle  positif  d'un  couple,  si  on  l'associe  à  du  plomb  non  oxydé,  tandis 
que  le  zinc  pur  tend  ù  décomposer  l'eau  en  s'emparant  de  l'oxysçène,  et 
devient  le  pôle  négatif  d'un  couple  qu'il  forme  avec  un  aulre  métal. 

A  cette  cause  de  développement  d'un  courant  secondaire  par'  le  volta- 
mètre à  électrodes  de  plomb,  s'ajoute  encore  reffet  produit  sur  le  fil  ou  la 
lame  du  pôle  négatif,  lorsque  le  circuit  du  voltamètre  est  fermé  sur  lui- 
même,  après  le  passage  du  courant  primaire. 

1.  Lumière  électrique,  t.  XLV,  p.  188. 

2.  Planté,  Recherches  surVêlectriciléy  p.  17. 


THÉORIE  CHIMIQUE  DE  L'ACCUMULATEIR  AU  PLOMB  37 

Sous  Taction  du  courant  primaire,  la  lame  de  plomb  placée  au  pôle 
négatif  ne  subil  pas  un  changement  aussi  marqué  que  celle  du  pùle  posi- 
tif. Cependant,  comme  le  plomb  est  toujours  plus  ou  moins  oxydé  par  son 
exposition  à  Tair,  elle  est  ramenée  à  un  état  métallique  plus  parfait  par 
l'hydrogène  éminemment  réducteur  de  la  pile,  et  sa  nuance  passe  du  gris 
bleuâtre  à  un  gris  blanc  beaucoup  plus  clair. 

Lorsqu'on  ferme  ensuite  le  circuit  secondaire,  l'eau  étant  décomposée 
à  l'intérieur  du  couple,  en  même  temps  que  Thydrogène  se  porte  sur  la 
lame  peroxydée,  Toxygène  se  porte  sur  la  lame  maintenue  précédemment 
métallique  par  le  courant  primaire  et  l'oxyde  légèrement.  Celte  oxydation 
est  même  visible,  car  la  lame  de  plomb  négative  se  ternit  immédiatement 
dès  qu'on  ferme  le  circuit  secondaire.  Une  lame  de  plomb  seule  ou  asso- 
ciée à  une  autre  lame  identique  ne  s'oxyderait  pas  ainsi  dans  l'eau  acidu- 
lée par  l'acide  sulfurique,  et  ne  donnerait  naissance  à  aucune  force 
éleclromotrice,  pas  plus  que  le  zinc  pur  ou  amalgamé  dans  les  mêmes 
fonditions.  Mais,  de  même  que  la  liaison  du  zinc  pur  ou  amalgamé  avec 
un  autre  métal  moins  attaquable,  plongeant  également  dans  l'eau  acidulée, 
ou  mieux  encore  dans  un  liquide  pouvant  se  combiner  avec  l'hydrogène, 
détermine  l'attaque  du  zinc,  et,  par  suite,  le  développement  d'un  courant, 
de  même  la  liaison  d'une  lame  de  plomb  ordinaire  avec  une  lame  de 
plomb  peroxydée,  qui  tend  à  décomposer  l'eau  en  s'emparantde  l'hydro- 
gène, détermine  en  même  temps  l'oxydation  de  l'autre  lame,  et,  par  suite, 
le  développement  d'un  supplément  de  force  électromotrice  provenant  de 
cette  oxydation. 

Telle  est  la  double  action  chimique  qui  se  produit  dans  un  voltamètre 
à  électrodes  de  plomb,  dès  qu'on  ferme  le  circuit  secondaire  après  la 
rupture  du  courant  primaire,  et  telle  est  la  double  cause  du  développe- 
ment du  courant  secondaire  énergique  obtenu  avec  ce  métal. 

On  voit  ainsi  que  Planté  savait  qu'à  la  charge  l'électrode  positive 
se  peroxyde  pendant  que  l'électrode  négative  se  réduit  ;  et  qu'à  la 
décharge  la  première  se  réduit,  alors  que  la  seconde  s'oxyde. 

Dans  ce  dernier  cas,  Planté  admet  même  que  la  réduction  du 
peroxyde  peut  aller  jusqu'au  plomb  métallique  et  que  Tôxydation 
du  plomb  peut  aller  jusqu'au  peroxyde. 

Il  insiste^  sur  Toxydation  de  la  lame  négative  qui.change  visible- 
ment d'aspect  après  la  décharge  et  passe  de  la  teinte  gris  clair  du 
plomb  métallique  à  une  teinte  d'un  gris  plus  foncé;  c'est  ce  qu'il 
appelle  le  voile  d'oxyde  produit  pendant  la  décharge. 

Travaux  de  Faure.  —  Après  Planté,  Faure  étudia  également  les 
réactions  chimiques  qui  se  produisent  dans  les  accumulateurs.  11  fit 
des  analyses  répétées  et  trouva,  tout  comme  Planté,  que  le  phéno- 
mène se  traduit  en  somme  par  un  simple  transport  d'oxygène  dans 

1.  Loc.  cit.,  p.  63. 


38  LES  ACCUMUIATEUUS  ÉLECTRIQUES 

des  sens  opposés  selon  qu'on  a  affaire  à  la  charge  ou  à  la  décharge. 
Mais  Faure  est  plus  explicite  et  il  détermine  le  degré  d'oxydation 
auquel  arrivent  les  deux  électrodes  après  la  décharge.  D'après  lui, 
le  plomb  réduit  s'oxydeen  Pb*0,  tandis  que  le  peroxyde  se  réduit  en 
sesquîoxyde  Pb^O^  d'après  l'équation 

2Pb  +  2PbO«  =  Pb20  +  Pb*03. 

Il  trouve  d'ailleurs  que  cette  action  n'intéresse  qu'une  faible  par- 
tie de  la  quantité  totale  de  matière  active  de  ses  plaques  et  qu'il  éva- 
lue à  environ  10  0/0. 

Ni  Planté  ni  Faure  n'ont  songé  à  la  formation  possible  du  sulfate 
de  plomb.  Gladstone  et  Tribe  ont,  les  premiers,  démontré  celle-ci. 

Travaux  de  Gladstone  et  Tribe.  —  Théorie  de  la  double  sulfatation. 
—-  Vers  1882,  Gladstone  et  Tribe  *  publièrent  leurs  travaux  relatifs 
aux  réactions  chimiques  dont  l'accumulateur  au  plomb  est  le 
siège. 

Ils  trouvèrent  qu'après  la  formation  les  plaques  positives  sont 
constituées  par  du  peroxyde  de  plomb  et  les  plaques  négatives  par 
du  plomb  spongieux,  qu'il  s'agisse  d'éléments  Planté  ou  Faure. 

La  décharge  ayant  lieu  dans  l'eau,  ils  ont  constaté  que  le  peroxyde 
se  réduit  en  protoxyde  jaune  et  que  le  plomb  spongieux  s'oxyde  en 
hydrate  de  protoxyde  blanc,  d'après  l'équation  : 

PbOa  +  2H20  +  Pb  =  PbO  +  H«0  +  Pb  {0H)2. 

Dans  l'eau  acidulée  sulfurique,  l'analyse  leur  indiqua  la  présence 
de  sulfate  de  plomb  aux  deux  électrodes,  sulfate  de  plomb  mélangé 
au  peroxyde  et  au  plomb  spongieux  non  utilisés.  Ils  expriment  alors 
les  réactions  chimiques  qui  s'accomplissent  pendant  la  décharge 
par  les  équations  : 

Pb02  4-  2IPS0'  +  Pb  =:  PbO  +  H20  +  H^SO»  +  PbSO* 
et 

PbO  +  H2S0''  =  PbSO*  -f  H^O, 

qu'on  peut  traduire  finalement  par  l'équation  unique  : 

Pb02  -f  2H2SO^  +  Pb  zir  PbSO»  +  2H20  +  PbSO». 

La  charge  ramenant  ensuite  la  matière  positive  à  l'état  de  peroxyde 
et  la  matière  négative  à  l'état  de  plomb  spongieux,  il  résulte  de 

1.  Lumière  électrique,  t.  VII,  p.  284,  et  t.  VIll,  p.  122. 


THÉORIE  CHIMIQUE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  39 

réquatioQ  précédente  que  le  sulfate  de  plomb  doit  se  peroxyder  à  la 
positive  et  se  réduire  à  la  négative.  L'équation  de  charge  est  ainsi 
Féquation  précédente  lue  de  droite  à  gauche. 

L'oxydation  du  sulfate  ayant  été  admise,  mais  sa  réduction  con- 
troversée, notamment  par  le  D'  Oliver  Lodge  et  par  sir  William 
Thomson,  Gladstone  et  Tribe  soumirent  à  Faction  du  courant  des 
lames  de  platine  recouvertes  de  20  grammes  de  sulfate  de  plomb 
maintenu  par  du  papier  parchemin.  L'une  était  placée  comme  posi- 
tive, l'autre  comme  négative,  dans  une  solution  d'eau  acidulée  sul- 
furique,  et  chargées  toutes  deux  à  1  ampère.  La  peroxydation  du  sul- 
fate se  faisait  très  rapidement.  La  réduction  était  au  contraire  très 
lente,  et  Thydrogène  se  dégageait  en  grande  partie  d'abord^;  mais, 
apcès  vingt-quatre  heures,  de  petites  taches  noires  de  plomb  réduit 
commençaient  à  apparaître,  s'étendant  ensuite  peu  à  peu,  la  trans- 
formation complète  du  sulfate  en  plomb  spongieux  étant  totale  après 
dix  jours. 

Quoique  lente,  la  réduction  du  sulfate  est  ainsi  néanmoins  démon- 
trée par  ces  auteurs,  qui  font  d'ailleurs  remarquer  que,  dans  l'accumu- 
lateur, le  sulfate  de  plomb  est  toujours  mélangé  de  plomb  spongieux 
non  sulfaté  dont  la  présence  facilite  la  réduction.  C'est  ainsi  qu'en 
prenant  une  plaque  complètement  déchargée  et  renfermant  510/0  de 
sulfate  de  plomb,  la  réduction  de  celui-ci  en  plomb  spongieux  est 
totale  après  charge  dei  ampère  pendant  soixante  heures.  Ala  positive, 
même  après  une  décharge  complète,  il  reste  toujours  une  forte  pro- 
portion de  peroxyde  non  réduit  avec  le  siilfate  de  plomb,  proportion 
qui  facilite  la  peroxydation  de  ce  dernier  à  la  charge.  En  analysant 
la  matière  active  négative  après  une  décharge  rapide,  Gladstone  et 
Tribe  remarquèrent  que  le  plomb  spongieux  ne  se  convertit  pas 
entièrement  en  sulfate  à  la  négative,  mais  aussi  partiellement  en 
peroxyde  *  provenant  sans  doute  de  l'oxydation  du  sulfate  de  plomb 
déjà  formé  par  l'oxygène  qui  se  dégage  rapidement. 

1.  Nous  Terronsdans  la  suite  que  les  conditions  ne  sont  pas  les  mêmes  lorsqu'on 
prend  un  support  en  platine  au  lieu  d*un  support  en  plomb,  Thydrogéne  se 
dégageant  sur  le  platine  à  une  tension  plus  faible  que  celle  nécessitée  par  la  réduc- 
tion du  sulfate  de  plomb  en  plomb,  ce  qui  ne  se  produit  pas  avec  l'emploi  du 
support  en  plomb. 

2.  11  est  cependant  reconnu  actuellement  que  la  peroxydation  de  la  négative  à 
la  fin  de  la  décharge  ne  peut  avoir  lieu  qu'exceptionnellement  et  seulement 
lorsque,  dans  la  décharge  de  plusieurs  éléments  en  tension,  Télément  considéré, 
ayant  une  capacité  inférieure,  s'inverse  après  être  passé  à  0.  11  subit  alors  une 
charge  en  sens  contraire,  ce  qui  provoque  un  commencement  de  peroxydation  des 
négatives. 


40  LES  ACCUMi:iJ^TEURS  ÉIJECTRIQUES 

On  verra  plus  loin  que  ces  auteurs  attribuent  à  ce  fait  Tépiiisement 
de  Taccumulateur. 

Travaux  divers  oonfirmant  ou  infirmant  la  théorie  de  la  double  sul- 
fatation.  —  D'une  façon  générale,  tous  les  auteurs  s'accordent  à 
admettre  la  présence  du  sulfate  de  plomb  aux  deux  électrodes,  et, 
en  ce  qui  concerne  la  négative,  une  quantité  de  ce  corps  proportion- 
nelle à  la  quantité  d'électricité  débitée.  Le  plus  grand  nombre  des 
discussions  repose  sur  la  contestation  de  cette  proportionnalité  à 
l'électrode  positive,  le  peroxyde  de  celle-ci  se  transformant,  d'après 
certains  travaux,  partiellement  en  oxyde  inférieur  et  partiellement 
en  sulfate. 

11  semble,  à  première  vue,  facile  de  vérifier  si  la  double  suif  a  ta  tion 
est  en  accord  avec  les  faits.  L'équation  de  Gladstone  et  Tribe  indique 
en  effet,  d'après  la  loi  de  Faraday,  que  pour  1  ampère-heure  il  faut 
engager  3«',65  SO*H*,  tandis  qu'il  suffirait  seulement  de  la  moitié, 
soit  i^',82,  dans  le  cas  où  seule  la  cathode  se  sulfaterait.  11  suffit  par 
conséquent,  lorsqu'on  connaît  la  quantité  d'électricité  fournie  par  un 
accumulateur,  de  mesurer  la  quantité  d'acide  sulfurique  disparu 
pendant  la  décharge  pour  être  fixé.  Cette  mesure  peut  être  faite  soit 
par  voie  physique,  soit  par  voie  chimique.  Dans  le  premier  cas,  on 
peut,  connaissant  la  quantité  totale  d'électrolyte,  mesurer  la  varia- 
tion de  densité  pendant  la  décharge  ou  pendant  la  charge.  Malheureu- 
sement, une  partie  non  négligeable  d'acide  échappe  à  cette  mesure  : 
c'est  celle  qui  est  contenue  dans  les  pores  de  la  matière  active  ;  il 
est  à  peu  près  impossible  de  déterminer  exactement,  d'une  part,  la 
quantité  de  cet  acide  et,  d'autre  part,  sa  densité.  On  a  cherché  éga- 
lement à  déduire  l'acide  combiné  à  l'état  de  sulfate  dans  la  matière 
active  par  l'augmentation  de  poids  de  celle-ci  aux  différents  mo- 
ments de  la  décharge.  Ici  aussi  l'influence  de  la  quantité  et  de  la 
densité  d'acide  renfermé  dans  les  pores  exigerait  une  correction 
qu'il  est  impossible  de  faire. 

Les  méthodes  chimiques  ne  sont  pas  non  plus  sans  difficultés; 
celles-ci  sont  cependant  surmontables.  Quoique  assez  délicats,  les 
procédés  d'analyse  actuellement  connus  permettent  le  dosage  des 
substances  Pb,  PbO,  PbSO*  ou  PbO^  PbO,  PbSO^  sur  chacune  des 
électrodes.  Où  se  présente  la  plus  grosse  difficulté,  c'est  dans  la  prise 
d'échantillon,  car  en  effet  les  différentes  parties  de  la  matière  active  ne 
travaillent  pas  également.  Aussi  nous  semble- t-il  que  le  meilleur 
moyen  d'arriver  à  un  résultat  certain  à  l'aide  de  celte  méthode  consiste 


THÉORIE  CniMIQL'K  DjE  L  ACCUMULATKUK  Ai:  PI.OMB  41 

à  déterminer  la  quantité  d'électricité  fournie  par  une  petite  plaquette 
(positive  ou  négative)  de  matière  active  et  de  faire  l'analyse  sur  la 
quantité  entière  de  substance  active. 

Nous  pensons  que  ces  quelques  considérations  peuvent  suffire  à 
expliquer  les  divergences  dans  les  résultats  obtenus  par  les  difTérents 
auteurs  dont  nous  allons  résumer  les  travaux. 

LeD'Aron*  a  cherché  à  élucider  le  processus  chimique  qui  se 
développe  dans  la  pile  secondaire  par  des  procédés  physiques.  Il  a 
d  abord  constaté  que,  pendant  la  décharge,  la  densité  de  l'acide 
diminuait  (de  1,175  à  1,065  dans  un  cas),  d'où  il  conclut  qu'il  y  a 
formation  de  sulfate  proportionnelle  au  nombre  d'ampères-heures 
débités,  Il  trouva  augmentation  de  poids  de  la  négative  après  une 
décharge,  mais  sans  découvrir  la  loi  reliant  celte  augmentation  à 
la  quantité  d'électricité  fournie,  ce  qui  est  dû  à  ce  que  le  liquide 
qui  imprègne  la  matière  diminue  de  poids  pendant  que  le  poids  de 
celte  matière  augmente. 

M.  Aron  établit  qu'à  la  positive  le  sulfate  de  plomb  ne  se  peroxyde 
qu'au  contact  du  plomb  ^  et  que,  lorsque  la  couche  devient  trop  épaisse, 
le  sulfate  n'est  plus  transformé  en  peroxyde. 

Dans  sa  Contribution  à  la  théorie  chimique  des  piles  secondaires^^ 
Frankland  entreprend  l'étude  des  réactions  chimiques  accomplies 
dans  les  accumulateurs  genre  Planté.  Il  admet  comme  conclusion 
que  les  deux  électrodes  sont  constituées  fin  charge  par  du  peroxyde 
et  du  plomb  spongieux.  A  la  décharge,  celles-ci  se  sulfatent,  l'acide 
électrolysé  étant  l'acide  hexabasique. 

Les  réactions  seraient  alors  les  suivantes  : 

A  la  positive  : 

PbOî»  +  H2  =  PbO  +  H20 
et 

PbO  +  S0«H6  =z  PbSO^  +  3IP0, 
et  à  la  négative  : 

Pb  +  0  +  S06H«  =  PbSO»  +  3H20. 

!.  Conférence  à  la  Société  électrotechnique  de  Berlin,  en  1883  (Lumière  élec- 
trique, t.  IX,  p.  261  ;  —  Elektrolechn.  Zeitsch.,  1883,  p.  58  et  100). 

2.  S^ilest  vrai  que  la  peroxydation  du  sulfate  de  plomb  ne  se  fait  qu'en  couches 
minces,  il  n'est  pas  moins  vrai,  d'autre  part,  que  la  peroxydation  de  la  matière 
positive  déchargée  s'effectue  très  bien  en  couches  é|)aisses.  pouvant  atteindre 
10  millimètres.  C'est  qu'en  effet  cette  matière  déchargée  n'est  jamais  du  sulfate 
de  plomb  pur,  mais  un  mélange  de  peroxyde  non  utilisé  et  d'une  proportion  de 
sulfate  de  plomb  dépassant  rarement  50  0/0,  mélange  qui  possède  une  conducti- 
bilité bien  supérieure  à  celle  du  sulfate  de  plomb  pur. 

3.  Proceedinys  of  the  Royal  Sociely,  n*  224, 1883  ;  —  Lumière  électrique,  t.  XI  Vi 
p.  144. 


42 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQU  ES 


C'est  en  somme  la  double  sulfatation  ;  mais  Thypothèse  de  Télec- 
trolyse  d'acide  hexabasique  est  sans  fondement. 

A.  Crova  et  P.  Garde  ^  trouvent  que  la  variation  de  densité  obser- 
vée dans  le  liquide  des  accumulateurs  correspond  sensiblement 
à  la  variation  théorique  d'après  Thypothèse  de  la  double  sulfata- 
tion. 

Ayant  imaginé  une  balance-enregistreur,  ils  constatent  qu'à  la 
charge  le  poids  des  lames  diminue  rapidement  avec  un  régime 
élevé  (12  ampères  pour  une  surface  active  de  28**"*, 4  à  chaque  élec- 


Fir.. 


Expériences  de  Gérard. 


trode).  Au  bout  de  trois  heures,  le  dégagement  gazeux  commence, 
mais  la  charge  n'est  pas  terminée,  puisque  la  courbe  commence 
seulement  à  s'infléchir  ;  elle  devient  tremblée  par  suite  du  dégage- 
ment gazeux  ;  puis,  après  huit  heures ,  elle  reste  parallèle  à  l'axe  du 
temps.  Avec  une  intensité  faible  (3  ampères),  le  dégagement  n'appa- 
raît que  lorsque  la  courbe  devient  parallèle  à  l'axe  des  temps. 

A  la  décharge,  l'enregistreur  trace  d'abord  une  droite  d'autant 
plus  inclinée  que  le  régime  est  élevé,  puis  il  y  a  inflexion,  et  la  courbe 
tend  vers  une  parallèle  à  l'axe  des  temps  lorsque  l'épuisement  est 
complet.  Cette  deuxième  partie  de  la  décharge  n'est  pas  utilisable. 
Plus  l'intensité  de  décharge  est  élevée,  plus  la  partie  droite  est 
courte  et  inclinée  et  plus  la  seconde  partie  est  longue. 


!.  Noie   présentée  à  VAcadémie    des    Sciences  par   Paye,      le   25  mai  et  le 
20  juillet  i^S:'i  [Lumière  électrique,  t.  XVI,  p.  471,  et  t.  XVII,  p.  219). 


THÉORIE  CHIMIQUP  DE  I/ACGU\fULATEUR  AU  PLOMB  43 

Si,  après  la  décharge  terminée,  on  laisse  Vêlement  à  circuit  ouvert, 
la  balance  ne  trace  pas  une  droite  parallèle,  mais  une  courbe  ascen- 
dante qui  indique  que  la  sulfatation  continue. 

En  circuit  ouvert  après  charge,  l'enregistreur  trace  une  droite 
parallèle  à  Taxe  des  temps.  Après  un  courant  de  charge  assez  élevé, 
il  y  a  cependant  un  faible  accroissement  de  poids  au  début,  puis 
une  période  qui  se  maintient  constante  pendant  quarante  heures. 
L*accroissement  du  début  peut  être  dû  à  Tinfluence  des  gaz  retenus 
dans  la  couche  de  matière  active. 

Gérard  ^  à  Liège,  a  également  effectué  des  essais  sur  des  accumu- 
lateurs genre  Faure,  en  suspendant  les  électrodes  à  Tun  des  bras 
d'une  balance  de  Roberval  {fig,  5).  Les  électrodes  plongeaient  dans 
un  bac  en  verre  contenant  Tacide  sulfurique  étendu  et  pouvaient  se 
déplacer  librement;  elles  étaient  équilibrées  à  l'aide  d'un  contre- 
poids porté  par  l'autre  extrémité  du  fléau,  qui  communiquait  par 
l'intermédiaire  de  tringles  articulées  à  la  plume  d'un  tambour  enre- 
gistreur. Le  courant  était  amené  aux  électrodes  par  deux  fils  de 
caivre  plongeant  dans  des  godets  de  mercure. 

Une  moyenne  de  20  charges  et  décharges  successives  a  donné  : 


CHARGE 

Temps 

Intensité 

Âmpêres-hcareH  chargi's 

Diminution  de  poids 

10,33  heures 

3,92  amp. 

36,5  amp. -heures 

DÉŒARGE 

64,16  gr. 

Temps 

Intensité 

Ampères -heures  débités 

Augrmenlation  de  poids 

6,55  heures 

4,72  amp. 

30,9  amp. -heures 

58,72  gr. 

la  force  électro motrice  finale  à  la  décharge  étant  de  1,69   volt  en 
moyenne. 

La  quantité  de  matière  engagée  par  ampère-heure  est  donc  d'après 
cela: 

^  =  1,75  gr.  à  la  charge,  et  '-^  =  1,9  gr.  à  la  décharge. 

L'auteur  en  conclut  que  ces  chiffres  concordent  bien  avec  les 
valeurs  données  théoriquement  par  la  réaction  : 

Pb02  -h  2H2SO»  +  Pb  ==  PbSO'-  +  2H20  +  PbSO» 

qoi  correspond  à  \yfi  H^SO^  engagé  par  ampère-heure  sur  chaque 
électrode. 

1.  Lumière  électrique,  t.  XX Vil,  p.  381. 


ii  LES  ACCUMUI^TEURS  ELECTRIQUES 

'  La  figure  6  donne  les  courbes   tracées  par  Tenregistreur  à  la 
charge  et  à  la  décharge  ^ 

W.  Kohlrausch  etC.  Heim  déterminèrent^,  à  Taide  de  Taréomètre, 
les   variations   de  densité  d'un    accumulateur    Bûsche   et  MûUer 


Fin.  6.  —  Courbes  de  charge  et  de  décharge  de  la  balance  enregistreur. 

(de  Hagen,  en  W)  en  charge  à  5  ampères  et  en  décharge  à  6,3  am- 
pères, et  ils  trouvèrent  que  celte  densité  augmente  ou  diminue 
proportionnellement  aux  ampères-heures  re<;us  ou  débités,  ainsi 
qu'il  résulte  du  tableau  suivant  que  nous  avons  établi  d'après  les 
courbes  données  par  ces  auteurs^. 

TABLEAU    5 


AMPÈRES-HEURES 

DENSITÉ  DE    L'ACIDE  SULFURIQUB     1 

tiSBITKS   00  CRARCKfi 

ut':cHAnoE 

CHAndB 

0 

1,146 

1,115 

10 

1,140 

1,121 

20 

1,133 

1,128 

30 

1,126 

1,134 

40 

1,120 

1,140 

47 

1,115 

51 

1,148 

Ces  chilTres  tendent  à  prouver  que  la  quantité  d'acide  sulfuriquc 
engagé  dans  les  réactions  est  bien  proportionnelle  au  nombre  d'am- 
pères-heures. 

Streintz*,  partisan  delà  double  sulfatation,  indique  les  réactions 
suivantes  à  propos  de  cette  théorie.  D'après  lui,  celles-ci  se  décom- 
poseraient en  trois  phases  : 

1.   Comme  nous  l'avons  dit,  cette  méthode  manque  de  précision. 
•2.  Elektrotechnische  Zeitschrifl,  1889,  p.  327, 
3.  Dolezalek,  Die  Théorie  des  Bteiaccumulators,  p.  o. 

i.  Elekirotechnische  Zeltschrift  ;  —  Loppé,  les  Accumulateurs  électriques^ 
p.  36. 


tiiéorip:  chimique  de  l'accumulateur  au  plomb  45 

l**  Décomposition  de  Teau  : 

H20  =  H3  +  0  ; 

2*  Oxydation  du  plomb  de  Télectrode  négative,  et  réJuction  du 
peroxyde  de  Télectrode  positive  : 

Pb  +  0  :=  PbO, 
Pb02  +  H2  =  PbO  +  H^O  ; 

3*»  Sulfatation  aux  deux  électrodes  de  Toxyde  PbO,  qui  ne  peut 
exister  libre  en  présence  d'acide  sulfurique  : 

PbO  +  H2S0»  =:  PbSO»  4-  H^O. 

Ainsi  Streintz  considère  comme  réaction  secondaire  la  sulfatation 
des  électrodes  K 

Il  démontre,  d'autre  part,  que  c'est  bien  le  peroxyde  de  plomb 
PbO'  et  non  son  hydrate  H*PbO'  qui  entre  en  réaction.  C'est  ce  qui 
ressort  clairement  des  mesures  suivantes  de  cet  auteur'  sur  la  force 
éleclromotrice  des  différents  couples  : 

Pb^O  I  Zn  :  E  ==  0,42  volt 

PbO  I  Zn  :  0,46 

Pb^O»  I  Zn  :  0,75 

H2Pb03  I  Zn  :  0,96 

PbOa  I  Zn  :  2,41 

Comme  un  élément  constitué  par  une  plaque  positive  d'accumula- 
teur et  une  négative  en  zinc  a  une  force  électromolrice  de  2,4  voit*, 
on  peut  en  conclure  que  c'est  bien  le  peroxyde  et  non  son  hydrate  qui 
constitue  la  matière  active  positive.  La  présence  de  cet  hydrate  noir 
n'a  été  observée^  que  dans  quelques  éléments  Planté,  mais  seulement 
en  petite  quantité. 

Strecker*  a  montré  également  que  ce  n'est  pas  l'hydrate  de 
peroxyde,  mais  le  peroxyde  anhydre,  qui  constitue  la  matière  positive. 


i.  Nous  verrons  plu»  loin  que  cette  hypotlièîc  ne  s'accorde  pas  avec   les  nou- 
veUes  théorie». 

2.  Wied.  Ann,,  XXXVIII,  p.  344;  1889. 

3.  Wied.  Ann.,  XLVI,  p.  449  ;  1892. 

4.  Elektrolechnische  Zeitschvift,  1891,  p.  435,  513,  524. 


46 


LES  ACCUMULATEURS  ELECTRIQUES 


en  déterminant  la  force  électromotrice  après  échauiïement  de  la 
positive  à  170°  C,  température  qui  décompose  Thydrate,  et  en  trou- 
vant la  même  force  électromotrice  qu  avant  réchauffement.  Il  a 
constaté,  d'ailleurs,  que  le  peroxyde  chimique  donne  la  même  force 
électromotrice  que  celui  formé  électrolytiquement. 

Ayrton,  Lamb  et  Smith  sont  partisans  aussi  de  la  double  sulfata- 
tion.  L'analyse  leur  a  montré  \  en  effet,  que,  pendant  la  charge  et  la 
décharge,  les  quantités  de  peroxyde  croissent  et  décroissent  propor- 
tionnellement à  la  quantité  d'électricité,  et  qu'aux  deux  pôles  le  sul- 
fate décomposé  ou  formé  est  également  proportionnel  à  cette  quantité 
d'électricité.  Le  tableau  suivant  indique,  d'après  ces  auteurs,  la 
variation  de  la  teneur  en  peroxyde  pour  un  élément  chargeant  à 
10  ampères  et  déchargeant  à  9  ampères. 

TABLEAU   6 


TEMPS   EN   HEURES 

DEPUIS  LB   DiBUT   DE    LA  CHAROB 
OU    DE  LA  DÉCHARGE 

PROPORTION  DE  PbO*        Il 

EN    POUR    100                           1 

DÉCHAROB 

CHARGE 

0 

3 

6 

9 

12 

15 

1 

96 
85 
73 

57 
47 
40 

46 
54 
62 
74 
86 
100 

D'autres  auteur^  combattent  la  théorie  de  la  double  sulfatation: 
Farbaky  et  Schenek'ont  trouvé  comme  moyenne  d'un  grand  nombre 
d'expériences  2«^24  de  H-SO^  engagé  par  ampère-heure,  alors 
qu'on  devrait  avoir  3«%6  en  admettant  la  double  sulfatation. 

Hypothèse  de  Drzewiecki.  —  Drzewiecki^  n'admet  pas  la  double 
sulfatation,  parce  qu'il  ne  trouve  par  expérience  qu'un  équivalent  et 
demi  d'acide  sulfurique  engagé,  tandis  que  la  théorie  en  indiquerait 
deux, 

l.   Eltfkirolec/inische  Zeitschri/l,  1891,  p.  66. 
•i.  Lumière  électrique,  t.  XXVMI,  p.  295. 

'L  tUifUtin  de  la  Société  internationale  des  Electriciens,  t.  VI, p,  41  i;  —  Lumière 
étti'tmiMr,  L  XXXV   p.  290. 


r 


THÉORIE  CHIMIQUE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  47 

II  conteste  même  la  formation  du  sulfate  de  plomb  sous  le  prétexte 
que  les  électrodes  ne  deviennent  pas  blanches  après  une  décharge 
normale^.  D^autre  part,  s'il  a  pu  réduire  du  sulfate  de  plomb,  il  n'est 
pas  parvenu  à  le  peroxyder^. 

Cet  auteur  nie  encore  que  l'accumulateur  chargé  se  compose  de 
peroxyde  de  plomb  à  l'électrode  positive  et  de  plomb  spongieux  à 
la  négative,  parce  qu'il  n'a  pu  obtenir  de  courant  en  constituant  un 
élément  à  l'aide  du  peroxyde  du  commerce  et  d'une  lame  de  plomb 
fraîchement  gratté^. 

11  en  arrive  alors  à  émettre  l'hypothèse  suivante  :1a  positive  formée, 
mais  non  encore  chargée,  serait  un  anhydride  plombique  Pb^O'*. 
Le  courant  de  charge  produirait  à  ce  pôle  du  bioxyde  d'hydrogène 
H*0>  qui  s'unirait  à  Pb'O'^  pour  former  l'acide  perplombique 
HVb^O^,  analogue  à  l'acide  persulfurique  (et  qu'on  obtient  par 
combinaison  de  l'acide  sulfurique  et  du  bioxyde  d'hydrogène). 

A  la  négative,  tP  s'unirait  au  plomb  spongieux,  soit  sous  forme 
d'hydrure  H'Pb',  soit  sous  forme  d'hydrogène  occlus  *. 

L'accumulateur  chargé  se  présenterait  alors  sous  la  forme  : 

.     H^PbV  I  3H»S0^  I  Hapbâ 

en  considérant  que  l'expérience  a  montré  qu'il  y  avait  1,5  équivalent 
électrochimique  d'acide  sulfurique  engagé  par  coulomb  (soit  2«%757 
H*SO*  par  ampère-heure). 

Au  moment  de  la  fermeture  du  courant  de  décharge  à  Tanode, 
H^O*  se  détacherait  et  libérerait  l'acide  plombique  Pb^O';  la  com- 
binaison Pb^O'^  4"  H^O^  étant  peu  exothermique  se  dédoublerait 
facilement.  H*0-  se  dédoublerait  à  son  tour  en  H^  et  20;  H*  à 
l'état  naissant  détacherait  un  O  du  groupe  Pb^O^,  selon  la  formule 

Pb^O'  +  H»  =  Pb^O^  +  H20, 


1.  On  connaît  déjà  la  véritable  raison  de  ce  fait,  la  matière  active  n'étant 
utilisée  que  partiellement  aux  deux  électrodes  pendant  la  décharge. 

2.  Nous  avons  déjà  vu  cependant  que  cette  peroxydation  est  possible,  et  que 
d'ailleurs  les  conditions  ne  sont  pas  les  mêmes  dans  Taccumulateur  en  charge. 

3.  La  chose  est  cependant  possible  ;  mais,  comme  la  quantité  d  électricité  peut 
être  très  petite,  on  peut  ne  pas  obtenir  la  force  éleclromotrice  de  raccumulateur 
si  on  n'a  pas  le  soin  de  faire  les  mesures  sur  un  galvanomètre  à  grande  résis- 
tance. 

4.  On  a  vu  déjà  que  la  quantité  de  gaz  occlus  est  très  faible  et  ne  peut  être  la 
cause  de  la  force  éleclromotrice. 


48  LKS  ACCUMULATEIRS  ÉLECTRIQL'ES 

et  les  âO  libérés  entreraient  en  combinaison  par  Tintermédiaire  des 
trois  groupes  d'acide  sulfurique  en  deux  chaînes  parallèles,  dont 
Tune  renfermerait  deux  groupes  d'acide  sulfurique. 

0  s'unirait  à  H*  de  H'Pb*  et  libérerait  2Pb  à  Tétat  naissant, 
dont  l'un  s*unirait  à  S*0*  en  hyposulfate  de  plomb  PbS^O*  ;  l'autre 
Pb  s'unirait  à  0  et  SO^  en  sulfate  de  plomb  PbSO^ 

L'accumulateur  déchargé  pourrait  alors  être  représenté  par  : 


Pb20«  I  511*0 


PbS«06 
PbSO» 


Pendant  la  charge,  les  réactions  inverses  se  produiraient. 

D'après  ces  réactions,  on  trouve  par  ampère-heure  une  augmentation 
de  poids  de  2'', 3763  pour  la  cathode  et  une  diminution  de  poids  de 
0«',63546  pour  l'anode,  soit  une  augmentation  totale  de  1»%73817.  La 
Commission  d'Anvers  ayant  trouvé  comme  moyenne  de  20  pesées 
64*',  16  pour  36,5  ampères-heures,  alors  que  le  calcul  fait  ici  donne- 
rait 63'^443,  Tauteur  en  conclut  que  sa  théorie  est  celle  qui  se 
rapproche  le  plus  de  la  vérité  '. 

Hypothèse  de  Fitz-Gérald.  —  Fitz-Gérald*  trouva  qu'une  plaque 
positive  de  454  grammes,  renfermant  320  grammes  de  peroxyde, 
pouvait  donner  16  ampères-heures  jusqu'à  la  difTérence  de  potentiel 
minimum  de  1,80  volt.  Or  l'analyse  de  la  matière  lui  montra  que 
22  0/0  du  peroxyde  avait  été  réduit,  soit  ici  T0«^9  de  peroxyde,  cor- 
respondant à  15,9  ampères-heures.  Il  en  conclut  que  la  quantité  de 
peroxyde  réduit  est  rigoureusement  proportionnelle  à  la  quantité 
d'électricité  débitée. 

D'après  Fitz-Gérald,  le  peroxyde  non  réduit  serait  transforme  en 
sosquioxyde  moins  actif  d'après  la  formule  ^  : 

2Pb02  -I-  2S0«H2  +  Pb  =  Pb203  +  PbSO*  -\-  SO-H»  +  11^0, 
le  sftsquioxyde  résistant  à  l'action  de  l'acide  sulfurique. 

1.  Rien  n'autorise  rependant  une  pareille  hy[»othése,  qui  ne  s'accorde  m^me  pas 
avec  les  données  chimiques  unanimement  admises  actuellement  :  matière  active 
positive  constituée  par  du  peroxyde  de  plomb,  etmalière  active  né^'ative  consti- 
tuée par  du  plcmib  spongieux  à  la  fin  de  la  charge. 

D'ailleurs  les  arguments  donnés  ici  contre  la  throrie  de  la  double  sulfatation 
ont  été  réfutés  déjà  par  les  travaux  antérieurs  ou  le  seront,  comme  on  le  verra 
dans  la  suite. 

2.  Lumière  électrique,  t.  XXIV,  p.  481. 

3.  Cette  hypothèse  est  inadmissible,  il  est  bien  démontré  en  effet  qu'il  reste  tou- 
jours, à  la  fin  de  la  décharge,  du  i»eroxyde  de  plomb  non  utilisé  sur  la  positive. 


THÉORIE  CHIMIQUE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  49 

Ayant  étudié  Taction  dépolarisante  du  sulfate  de  plomb,  il  croit 
également  qu'il  peut  y  avoir  réduction  de  ce  sulfate  de  plomb  à  la 
positive  * . 

Travaux  de  J.-H.  Gladstone  et  W.  Hibbert.  —  La  théorie  de  la 
double  sulfatation  a  reçu  un  solide  appui  des  travaux  de  Gladstone 
et  Hibbert  ^ 

Ces  auteurs  ont  étudié  d'abord,  d'après  cette  théorie  et  en  faisant 
intervenir  le  rôle  de  la  diffusion,  les  variations  qui  se  produisent 
dans  la  concentration  de  Tacide,  imprégnant  les  plaques  pour  les  dif- 
férents états  de  Taccuraulateur. 

Cette  étude,  ainsi  que  la  détermination  expérimentale  de  la  varia- 
tion de  force  électromotrice  avec  la  densité  de  Tacide',  leur  a  servi 
à  expliquer  Tallure  connue  des  courbes  de  charge  et  de  décharge  \ 
les  variations  de  résistance  intérieure'',  de  capacité. 

Travaux  de  6.  Darrieus.  —  Dans  son  Essai  de  théorie  chimique  sur 
les  accumulateurs  électriques,  M.  G.  Darrieus  (Conférence  faite  à  la 
Société  internationale  des  Electriciens,  le  4  mai  1892)  réfute  Thypo- 
thèse  de  la  double  sulfatation.  11  trouve  que  la  formation  d'un 
même  corps,  sulfate  de  plomb,  aux  deux  électrodes,  parait  contraire 
aux  lois  de  Faraday,  et  que  la  théorie  de  la  double  sulfatation  n'est 
admise  que  parce  qu'elle  donne  pour  la  force  électromotrice  la 
valeur  qui  se  rapproche  le  plus  de  celle  observée,  ainsi  qu'on  le 
verra  dans  l'étude  thermodynamique. 

La  méthode  suivie  par  M.  Darrieus  est  purement  expérimentale.  Il 
recherche  d'abord  quelle  est  la  nature  des  parties  constituantes  de 
Taccumuiateur  (électrode  positive,  électrode  négative  et  électrolyte), 
puisil  étudie  les  différentes  modifications  qui  seproduisent  pendantla 
décharge. 


1.  Cette  réduction  ne  peut  avoir  lieu  pendant  la  décharge  de  raccamulateiu-au 
plomb.  Elle  ne  se  produit,  ainsi  qu'on  le  verra  par  la  suite,  que  si  on  remplace  à 
ia  cathode,  le  plomb  spongieux  par  un  métal  plus  électro-positif,  comme  le  zjnc, 
par  exemple. 

2.  Philosophical  Magazine,  1890,  p.  168  ;  Communication  faite  à  VlnstUulion 
ofEUctrical  Engineers,  le  12  mai  1892;  —  Lumière  électrique j  t.  XLV,  p.  38,  90, 
ii2, 188. 

3.  Voir  p.  122  de  ce  Traite'. 

4.  Voir  p.  155  de  ce  Traité. 

5.  Voir  p.  198  de  ce  Traité. 

4 


50  LES  ACCUMUIÂTEURS  ÉLECTRIQUES 

i®  Constitution  chimique  de  V accumulateur  aoant  décharge.  — 
a)  Plaqub  positive.  —  Si  on  prend  une  lame  de  plomb,  on  sait  que 
rélectpolyse  Toxyde  au  positif  en  lui  donnant  une  teinte  brune.  En 
interrompant  la  charge  à  ce  moment,  il  y  a  un  dégagement  gazeux 
assez  abondant.  En  plongeant  la  plaque  dans  Teau,  tin  liquide  siru- 
peux qui  est  de  Tacide  sulfurique  s'en  écoule,  et  de  Toxygène 
se  dégage,  ce  qui  tend  à  prouver  que  le  liquide  ou  la  positive  ren- 
ferme un  corps  suroxygéné  instable,  se  décomposant  dans  Teau. 
D'après  les  recherches  de  Berthelot  sur  Télectrolyse  de  l'eau  aci- 
dulée sulfurique,  trois  corps  peuvent  se  produire  qui  réagissent  sur 
riodure  de  potassium,  ainsi  que  fait  le  liquide  des  accumulateurs.  Ces 
corps  sont  :  l'acide  persulfurique,  Teau  oxygénée  et  l'ozone. 

M.  Darrieus,  constatant  que  le  liquide  qui  s'écoule  de  la  positive 
n'a  pas  d'action,  ni  sur  l'acide  chromique,  ni  sur  l'acide  arsénieux, 
en  conclut  qu'il  n'y  a  ni  eau  oxygénée,  ni  ozone,  et  que  le  corps 
suroxygéné  est  de  l'acide  persulfurique  que  l'on  peut  reconnaître 
par  l'iodure  de  potassium  en  ayant  soin  de  filtrer  le  liquide  pou  r 
éliminer  toute  trace  de  peroxyde  de  plomb,  qui  a  la  même  action. 

Il  trouve  ensuite  que  Tacide  persulfurique  apparaît  dans  le  liquid  e 
qui  baigne  la  positive  dès  le  début  de  la  charge,  et  qu'il  s'en  forme 
d'autant  plus  que  l'acide  est  plus  concentré. 

Si  l'accumulateur  chargé  est  laissé  au  repos,  on  constate  que  le 
liquide  qui  baigne  les  positives  devient  de  moins  en  moins  riche  en 
acide  persulfurique,  et  que  celui-ci  finit  par  disparaître  au  bout  d'un 
certain  temps. 

Afin  de  rechercher  quel  oxyde  constitue  la  plaque  positive, 
M.  Darrieus  prend  la  matière  brune  obtenue  fin  charge,  et,  après 
l'avoir  traitée  par  l'acide  azotique,  il  trouve  qu'il  ne  s'y  dissout 
rien;  ce  qui  indique  qu'il  n'y  a  pas  d'oxyde  inférieur  à  PbO*.  Pour 
déterminer  exactement  cet  oxyde,  il  traite  la  matière  par  l'acide 
chlorhydrique,  ce  qui  donne  la   réaction  générale  suivante  : 

PbO«  +  2nHCl  =  PbCl»  +  [n^O  +  2n  —  1)  CI, 

et  il  déduit  n  de  la  quantité  de  Cl,  dosé  en  le  recueillant  dans  l'iodure 
de  potassium  et  titrant  l'iode  libre  par  l'hyposulfite. 

Comme  l'acide  persulfurique  donnerait  également  un  dégagement 
de  chlore,  on  l'élimine  d'abord  en  lavant  la  matière  à  l'eau  et 
séchant  à  iiO*. 


THÉORIE  CHIMIQUE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  51 

Un  gramme  de  matière  ainsi  traitée  donna  dans  différentes  expé- 
riences 0»%310,  0^,315,  O^^SOS  de  chlore.  Or,  théoriquement, 
i  gramme  PbO^  doit  donner  0»f',301  Cl.  On  peut  donc  en  conclure 
que  la  matière  positive  chargée  est  constituée  de  peroxyde  de  plomb. 

Comme  moyen  de  vérification,  on  trouve  qu'une  plaque  positive 
constituée  de  peroxyde  obtenu  chimiquement  donne  avec  des  néga- 
tives chargées  une  force  électromotrice  de  i,88  volt,  alors  qu'une 
positive  chargée,  lavée  et  étuvée,  donne  1,92  volt  dans  les  mêmes 
conditions.  Avec  une  lame  de  zinc  comme  négative,  la  force  électro- 
motrice atteint  dans  les  deux  cas  2,36  volts. 

La  plaque  positive  chargée  est  donc  constituée,  d'après  l'auteur^ 
de  peroxyde  de  plomb  imprégné  d'acide  persulfurique. 

b)  Élbctrolyte.  —  L'eau  acidulée  sulfurique  employée  dans  l'ac- 
cumulateur présente,  pendant  la  charge,  les  réactions  de  l'acide  per~ 
sulfurique  et  d'autant  plus  que  l'acide  est  plus  concentré,  par  suite 
de  l'instabilité  de  ce  corps  dans  l'eau  et  l'acide  très  dilué. 

La  quantité  d'acide  persulfurique  est  variable  en  différents  points 
de  l'électrolyte  :  près  des  positives,  on  peut  en  trouver  environ 
0,01  gramme  par  litre,  alors  qu'autour  des  négatives  la  proportion 
est  beaucoup  plus  faible  et  non  dosable. 

c)  Plaque  négative.  —  A  la  fin  de  la  charge,  la  négative  peut  être 
constituée  soit  par  du  plomb  seulement,  soit  par  du  plomb  retenant 
de  l'hydrogène  à  l'état  d'hydrure  ou  à  l'état  d'occlusion. 

Pour  le  déterminer,  la  matière  chargée  fut  traitée  par  l'acide  chlor- 
hydrique.  L'hydrogène  dégagé  devait  être,  dans  chacun  de  ces  cas, 
donné  par  les  équations  : 

Pb  +  2HC1  =  PbCP  +  2H  dans  le  cas  du  plomb 
et 

PbH»  4-  2HC1  =  PbCP  +  4H  dans  le  cas  de  Thydrure  de  plomb, 

soit  dans  le  second  cas  une  quantité  double  d'hydrogène. 

Différentes  expériences,  comparatives  furent  faites  entre  la  matière 
chargée  et  du  plomb  doux  finement  divisé. 

Le  tableau  suivant  résume  les  résultats  obtenus  : 


52 


LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 
TABLEAU   7 


I 

plomb 
» 

ordinaire. . 
chargé 

POIDS 

DE  MATliRB 

traitée 

VOLUME 

d'hydrooènb 

obtenu 

TEM- 
PÉRATURE 

PRESSION 

BARO- 
MÉTRIQUE 

VOLUME 

o'BYOROGàNK 

ramené  à 
0- et  760  mm 

VOLUME 

u'HYDROCèXE 

à  0>  760  mm. 

pour 
\  gr.  matière 

gram. 

1,500 

1,102 

Cmc. 
186 
134 

20OC. 
20 

Mm. 
754 
754 

Cmc. 
172 
123,8 

Cmc. 
114,6 
112,3 

"1 

ordinaire., 
chargé  .... 

1,500 
1,445 

186 
176 

20 
20 

750 
750 

171 
161,9 

114,0 
112,0 

m| 

» 

ordinaire., 
chargé  

30,000 
23.600 

3.780 
2.950 

21 
21 

763 
763 

3.477 
2.714 

115,9 
115,0 

,v( 

» 

M 

ordinaire., 
chargé 

30,000 
26,850 

3.750 
3.340 

20 
20 

763 
763 

3.450 
3.071,6 

115,0 
114,4. 

La  moyenne  de  ces  expériences  donne  : 

Plomb  ordinaire 1 14«™3^9 

—      chargé 113      ,4 

pour  le  volume  d'hydrogène  rapporté  à  i  gramme  de  matière. 

D'un  autre  côté,  la  matière  négative  chargée  traitée  par  Tacide 
azotique  étendu  donne  un  dégagement  de  bioxyde  d'azote  et  d'acide 
hypoazotique,  mais  sans  trace  d'hydrogène.  Par  amalgamation  de  la 
matière,  on  ne  recueille  qu'un  volume  d'hydrogène  insigniGant  :  c'est 
ainsi  que  12  grammes  de  matière  n'ont  donné  que  1  centimètre  cube 
d'hydrogène,  alors  qu'on  aurait  dû  avoir  plus  de  100  centimètres 
cubes,  si  on  avait  eu  affaire  à  de  l'hydrure  de  plomb. 

On  doit  donc  conclure  de  ceci  que  la  négative  chargée  est  constituée 
par  du  plomb  retenant  seulement  dans  ses  pores  quelques  traces 
d'hydrogène  libre. 

2*^  Constitution  chimique  de  taccurmdateiir  après  de'charge.  — 
a)  Plaque  positive.  —  La  plaque  positive  déchargée  a  une  teinte 
beaucoup  moins  foncée  qu'après  la  charge.  En  la  traitant  par  l'acide 
azotique,  une  partie  se  dissout,  ce  qui  prouve  qu'il  y  a  des  composés 
de  plomb  inférieurs  à  PbO^. 

L'acétate  neutre  d'ammoniaque  dissout  également  en  partie  la 
matière,  ce  qui  fait  supposer  qu'elle  renferme  l'oxyde  PbO  ou  le  sul- 
fate de  plomb. 


THÉORIK  CHIMIQUE  DE  LACCUMUL.VTEUR  Al'  PLOMB 


53 


L'analyse  montre  que  la  quantité  de  chlore  fournie  par  Tattaque 
de  la  matière  par  Tacide  chlorhydrique  est  bien  inférieure  à  celle 
donnée  par  la  matière  chargée.  I/auteur  en  déduit  qu'il  y  a  bien 
réduction  de  PbO*  en  un  oxyde  inférieur. 

Le  sulfate  de  plomb  fut  dosé  sur  un  échantillon  de  matière  active 
positive,  déchargée,  très  soigneusement  lavée  atin  d'enlever  toute 
trace  d'acide  sulfurique  libre;  la  matière  était  traitée  par  le  carbonate 
de  soude,  et  on  dosait  Tacide  sulfurique  dans  la  solution,  à  Taide  du 
chlorure  de  baryum. 

Le  tableau  suivant  donne  les  résultats  d'un  certain  nombre  d'expé- 
riences effectuées  sur  un  appareil  contenant  2'''^,3  de  matière  active 
positive  ^ 

TABLEAU  8 


NUMÉROS 

ANALYSE 

ANALYSE 

ANALYSE 

AMPÈRES- 

S04Pb  CALCULÉ 

APRES  CHARGE 

APRÈS  déchahoe 

PEiVDA.TT  LA  DECHARGE 

CORRESPOKDAMT 

d'ex-  , 

,_ 

_ 

_^ 

, 

HEURES 

aux  ampéres-heures 

eo  admeltant 

P£>t»CES 

PbO 
p.  100 

p.  100 

PbO 

SO«Pb 

PbO 

SOiPb 

FOUR.XIS 

la    sulfalation 

p.  100 

p.  100 

p.  100 

p.  100 

p.  100 

4 

2,33 

3,60 

8,72 

4,41 

6,39 

0,81 

86 

21,12 

2 

0,21 

0,47 

6,97 

4,40 

6,76 

3,93 

114 

28,00 

3 

0,40 

0,90 

8,40 

2,18 

8,00 

1,28 

120 

29,47 

4 

0,38 

0,40 

5,56 

2,14 

0,18 

4,74 

82 

20,14 

5 

2.44 

0,95 

10,92 

4,01 

8,48 

3,06 

121 

29,71 

6 

1,47 

0,19 

6,65 

1,16 

5,18 

0,97 

76 

18,66 

L'auteur  en  conclut  qu'après  la  décharge  la  plaque  positive  con- 
tient toujours  du  sulfate  de  plomb,  mais  en  quantité  très  variable 
et  non  fonction  du  nombre  d'ampères-heures  fournis. 


1.  Il  est  important  de  remarquer  ici  que,  en  adoptant  ces  chiffres,  la  quantité 
lie  plomb  engagée  dans  la  décharge  serait,  pour  le  premier  essai,  136«',4,  corres- 
pondant à  Toxyde,  et  12>%7,  correspondant  au  sulfate,  soit  en  tout  149r%1  de 
plomb  pourune  quantité  d'électricité  débitée  égale  à  86  ampères-heures.  Par  ampère- 


heure,  la  masse  de  plomb  engagée  ne  serait  donc  que  de 


149,1 

86 


=  1«',73,  ce  qui  est 


inadmissible  puisque,  théoriquement,  il  fautS^'^SBde  plomb.  Les  six  essais  men- 
tionnés ici  donnent  un  résultat  semblable.  Pour  le  cinquième,  par  exemple,  on 
trouve  229»',1  de  plomb  pour  121  ampères-heures,  soit  1«%89  de  plomb  par 
ampère-heure.  Donc  de  deux  choses  l'une  :  ou  bien  les  chiffres  sont  inexacts,  ou 
alors  ils  se  rapportent  À  un  échantillon  de  matière  active  qui  a  très  peu  travaillé 
et  qui  ne  représente  pas  Tétat  moyen  de  la  plaque. 


54 


LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


b)  Electrolyte.  —  A  la  fin  de  la  décharge,  la  densité  est  plus  faible 
qu'après  la  charge.  De  plus,  les  réactions  de  Tacide  persulfurique 
deviennent  de  plus  en  plus  faibles  à  mesure  que  la  décharge  s'avance. 

c)  Plaque  négative.  —  La  teinte  de  la  négative  à  la  fin  de  la  décharge 
est  plus  terne  qu'au  début;  chauffée  au  chalumeau,  la  matière  déchar- 
gée se  transforme  par  parties  en  litharge  avec  incandescence.  Trai- 
tée par  lacide  chlorhydrique,  elle  donne  un  dégagement  d'hydro- 
gène bien  inférieur  à  celui  donné  par  la  matière  chargée  ;  ce  qui 
prouve  qu'il  y  a  eu  élimination  du  plomb  libre. 

Le  dosage  du  sulfate  de  plomb  fut  opéré  par  la  méthode  décrite 
plus  haut,  après  avoir  très  minutieusement  lavé  la  matière  à  l'eau 
bouillie  sans  la  mettre  jamais  au  contact  de  l'air. 

Le  tableau  suivant  donne  les  résultats  de  plusieurs  expériences  : 


TABLEAU  9 


POIDS 

AMPÈRES- 

SO^Pb 

SOtPb 

SOiPb  FORMÉ 

SOtPb  CALCULÉ 

de 

HEURES 

EXPÉRIEN'CES 

HATliHE 

FOCRXI* 

aTant 

après 

peadanl 

correspondant  à 

arlive 
de  rélém«Dl 

à  la 
décharge 

DicBARCE 

DÉCHARGE 

LA    UiCHAROE 

LA  DiCHARGB 

kilogT» 

p.  100 

p.  100 

p.  100 

p.  100 

1 

44 

2113 

1,30 

25,25 

23,95 

27,3 

2 

44 

1973 

0,88 

23,78 

22,90 

25,4 

3 

44 

1960 

2,25 

33,42 

31,17 

25,2 

4 

44 

2025 

2,14 

26,80 

24,66 

26,07 

Les  deux  dernières  colonnes  sont,  comme  on  le  voit,  assez  con- 
cordantes. Elles  montrent  que  le  plomb  de  la  négative  se  transforme, 
pendant  la  décharge,  en  sulfate  de  plomb  dont  la  quantité  est  pro- 
portionnelle au  nombre  d'ampères-heures. 

3*  Diacussion  des  phénomènes  de  charge  et  de  décharge.  —  Des  résul- 
tats obtenus,  M.  Darrieus  conclut  que  Taccumulateur  agit  comme 
une  pile  dans  laquelle,  au  début,  pendant  la  période  qu'on  désigne 
sous  le  nom  de  coup  de  fouet,  le  métal  brûlé  serait  Thydrogène  occlus, 
et  le  dépolarisant,  Tacide  persulfurique  libre  dans  le  liquide  et  la 
plaque  positive.  Après  ces  réactions  fugitives,  la  négative  constituée 
par  du  plomb  dans  un  état  moléculaire  spécial  se  transformerait  en 
sulfate  de  plomb  pendant  que  laction  dépolarisante  serait  la  réduc- 
tion de  PbO^  en  PbO. 


THÉORIE  CHIMIQUE  DE  L'ACCL'MUIATEUR  AU  PLX)MB  55 

A  la  négative,  raction  principale  serait  d'abord,  d'après  M.  Dar- 
rieus,  une  sous-oxydation  du  plomb,  ce  sous-oxyde  se  décomposant 
spontanément,  en  présence  de  Tacide  sulfurique,  en  plomb  métallique 
et  sulfate  de  plomb.  Cette  affirmation  reposerait  sur  le  fait  suivant  : 
ayant  remplacé  Télectrolyte  sulfurique  par  une  solution  de  sulfate  de 
soude  neutre  au  maximum  de  conductibilité,  il  fit  une  décharge  qui 
donna  une  tension  moyenne  de  1,89  volt.  Après  cette  décharge,  la 
d  ensité  du  liquide  n'avait  pas  varié,  et  il  ne  s'était  produit  dans  la 
matière  active  négative  que  des  traces  de  sulfate  de  plomb.  Cette 
matière  active  déchargée  était  en  partie  soluble  dans  les  acides; 
chauffée  au  chalumeau,  elle  devenait  brusquement  incandescente  en 
laissant  un  résidu  de  litharge  parsemé  de  globules  de  plomb  fondu. 
Or  ce  phénomène  d'incandescence  est  une  particularité  du  sous-oxyde 
de  plomb. 

Comme  la  force  électromotrice  de  l'élément  au  sulfate  de  soude 
est  sensiblement  la  même  que  celle  de  l'élément  à  acide  sulfurique, 
lauteur  en  conclut  que,  dans  ce  dernier  cas,  la  réaction  principale 
est  la  sous-oxydation  du  plomb,  la  sulfatation  ne  s'exerçant,  peut- 
être,  que  par  action  locale  de  l'acide  sulfurique  sur  le  sous-oxyde 
avec  formation  d'une  molécule  de  sulfate  de  plomb  et  d'une  molécule 
de  plomb  métallique  qui  lui  sert  de  conducteur. 

Avec  le  plomb  ordinaire,  qui  ne  donne  qu'une  force  électromotrice 
passagère  et  aucun  courant  appréciable,  la  réaction  serait  toute 
diff^érente  :  il  y  aurait  sulfatation  totale  du  plomb  qui,  se  recouvrant 
ainsi  d'un  voile  mauvais  conducteur,  ne  pourrait  plus  fournir  de 
courant. 

Si  on  laisse  à  l'air  des  négatives  chargées,  elles  se  sous-oxydent. 
Remontées  alors  en  éléments,  elles  donnent  des  capacités  d'autant 
plus  faibles  qu'elles  sont  restées  plus  longtemps  à  l'air  ;  mais  on 
trouve  que  dans  tous  les  cas  la  densité  du  liquide  fin  charge  est  la 
même  et  égale  à  celle  d'une  décharge  dans  les  conditions  ordinaires, 
ce  qui  prouve  que  la  quantité  de  sulfate  est  la  même  ;  mais  une  partie 
de  cette  sulfatation  est  locale  et  provient  de  l'action  chimique  de 
l'acide  sulfurique  sur  le  sous-oxyde  formé  à  l'air. 

Au  sujet  de  la  positive,  les  expériences  décrites  plus  haut  tendent 
à  montrer  que  la  quantité  de  sulfate  de  plomb  formé  n'est  pas  propor- 
tionnelle au  nombre  d'ampères-heures  recueillis.  M.  Darrieus  admet 
que  ce  sulfate  de  plomb  provient  de  l'action  locale  due  au  couple 
PbO^  I  PbO  dans  l'acide  sulfurique;  il  en  donne  comme  preuve  la 
sulfatation  progressive  de  tout  le  peroxyde  d'une  positive  laissée 
dans  l'électrolyte  à  la  fin  de  la  décharge. 


56  LES  ACCl'MULATEL'US  ÉLECTRIQUES 

PbO^  est  bien  le  dépolarisant  principal  de  la  décharge  ;  car,  si  la 
pûsiLiye  est  lavée  et  séchée  afin  de  la  débarrasser  de  tout  composé 
suroxygéné,  elle  donne  encore  une  force  électromolrice  de  1,93  volt 
et  une  décharge  normale. 

D  après  la  théorie  de  Darrieus,  les  actions  chimiques  pendant  la 
charge  seraient  les  suivantes  :  à  la  négative,  il  y  aurait  réduction  du 
sulfate  de  plomb  en  plomb  spongieux  avec  mise  en  liberté  diacide 
sulfurique;  à  la  positive,  il  y  aurait  formation  d'acide  persulfurique. 
Celui-ci  agirait  soit  sur  le  plomb,  à  la  première  charge,  soit  sur 
ToNyde  de  plomb,  aux  charges  suivantes,  d'après  les  deux  équations: 

Pb  +  2S03  +  0  =  PbO  4-  2S03, 
PbO  +  2S03  +  0  =  PbO>  +  2S03, 

l't  lij  matière  active  positive  reviendrait  à  Tétat  de  peroxyde. 

Le  sulfate  de  plomb  lui-même,  formé  pendant  la  décharge,  repas- 
s^t^ruil  àTétat  de  peroxyde  sous  l'influence  de  Tacide  persulfurique 
d'après  la  réaction  : 

PbSO»  +  2S03  +  0  =  Pb02  +  3S0\ 

l/^^uteur  réussit  d'ailleurs  la  peroxydation  du  sulfate  de  plomb 
dau^  Tacide  sulfurique,  et  il  donne  comme  preuve  du  rôle  de  Tacide 
p<!rsiiirurique  à  la  charge  ce  fait  expérimental  connu  que  dans  Teau 
la  matière  active  positive  se  transforme  en  hydrate. 

(  ïii  verra,  dans  l'étude  thermodynamique  de  l'accumulateur  au 
pii^mb,  que  Darrieus,  pour  mettre  sa  théorie  en  accord  avec  la  for- 
mule de  Thomson  ou  d'Helmholtz,  suppose  que  le  plomb  spongieux 
représente  un  état  allotropique  du  plomb,  semblable  à  celui  constaté 
fin  Schutzemberger  sur  le  cuivre,  l'argent  et  le  plomb,  et  par  Gore 
s'ir  l'antimoine. 

A  Tappui  de  sa  théorie,  Darrieus  montre  que  l'oxyde  de  plomb 
jM -ut  très  bien  exister  dans  la  matière  active  positive,  même  en  pré- 
M']ni^  de  l'acide  sulfurique.  Il  traite  pour  cela  l'oxyde  de  plomb  par 
l'uL  iJii!  sulfurique  de  concentration  variable  et  dose  la  quantité  de 
sijfriité  de  plomb  formé  après  deux  jours  d'attaque.  Il  trouve  ainsi, 
vuîunie  l'indique  le  tableau  suivant,  que  la  sulfatation  varie  peu  avec 
hi  njiicentration  et  est  de  55  à  56  0/0  de  l'oxyde  employé  : 


THÉORIE  CHIMIQUK  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PIX)MB 
TABLEAU    10 


DENSITÉ 

PbO   TRAITÉ 

DE   l'acide  SCLFURIQDB 

SO*Pb  FORMÉ 

s-rammefl 

degrés  Baume 

grammes 

5 

10 

2,548 

5 

i5 

2,576 

5 

20 

2,991 

Ti 

25 

2,830 

5 

30 

2,779 

5 

35 

3,039 

5 

40 

3,047 

5 

45 

2,665 

Il  répète  ensuite  Texpérience  en  mélangeant  Foxyde  au  peroxyde 
(ie  plomb.  Après  vingt-quatre  heures  d'attaque  (temps  plus  long  que 
celui  d'une  décharge  ordinaire),  il  obtient  \  dans  Tacide  à  35**  B., 
les  valeurs  du  tableau  il. 


TABLEAU    il 


Pb02 

PbO 

PbO  RESTANT  APRÈS  L'ATTAQUE 

30 
70 

70 
30 

16,15  0/0 
.       9,74 

D'autre  part,  en  étudiant  le  couple  plomb  spongieux,  acide  sulfu- 
nque,  acide  antimonique,  l'analyse  lui  montre  qu'à  la  décharge  il 
n'y  a  pas  sulfatation  de  la  matière  active  positive,  tout  comme  dans 
le  cas  du  peroxyde. 

Comme  preuve  de  la  formation  de  Tacide  persulfurique,  Darrieiis 
donne  la  façon  de  se  comporter  de  quelques  anodes  autres  que  le 
plomb,  dans  l'acide  sulfurique.  Avec  une  anode  en  aluminium,  métal 
à  peu  près   inattaqué  dans  les  solutions  sulfuriques,  il  se  forme, 

1.  Faisons  remarquer  qu'en  présence  de  rinsolubilité  des  substances  PbO 
et  PbSO*,  une  attaque  plus  ou  moins  complète  dépend  principalement  du  degré 
de  porosité  de  la  matière.  A  ce  point  de  vue,  il  est  impossible  de  comparer  les 
mélanges  constitués  ici  à  la  matière  active  positive,  dans  la(iuclle  chaque 
œolécule  qui  entre  en  réaction  doit  forcément  être  en  contact  avec  réleclrolvte. 


r.8  LES  ACCUMUIATEURS  ÉLECTRIQUES 

comme  on  sait  ^  une  couche  superficielle  d*oxy de  non  conducteur 
dont  la  résistance  est  telle  que  le  courant  s'annule  bientôt.  Mais,  en 
outre,  on  constate  dans  le  liquide  la  présence  d'alumine  à  Tétat  de 
sulfate. 

En  prenant  une  anode  en  antimoine  spongieux,  il  y  a  formation 
d'acide  antimonique,  et  on  reconnaît  également  la  présence  d'anti- 
moine dans  Télectrolyte  si  celui-ci  est  assez  concentré  (30  a  35^  B.). 
Dans  ces  deux  cas,  Darrieus  attribue  l'attaque  du  métal  à  l'acide 
persulfurique*. 

L'auteur  prouve  aussi  la  sous-oxydation  du  plomb  spongieux 
pendant  la  décharge  de  l'accumulateur  par  analogie  avec  les  réac- 
tions qui  ont  lieu  quand  on  remplace  la  cathode  en  plomb  spongieux 
par  de  l'antimoine  ou  du  bismuth  spongieux. 

Dans  ces  deux  cas,  Darrieus  trouve  que  pendant  la  décharge  il  ya 
simplement  sous-oxydation  de  ces  deux  métaux  sans  formation  de 
sulfate,  le  liquide  n'accusant  qu'une  faible  diminution  de  densité 
qu'il  attribue  à  la  sulfatation  locale  de  la  positive. 

Discussion  de  la  théorie  de  Darrieus.  —  Les  conclusions  de  Dar- 
rieus furent  combattues  la  même  année,  en  1892,  par  MM.  Glad- 
stone et  Ilibbert  à  la  Société  des  Ingénieurs  électriciens  de  Londres  ; 
et,  en  1895,  par  MM.  Elbs  et  Slreintz,  en  Allemagne. 

Les  deux  premiers  auteurs  contestent,  ainsi  qu'on  le  verra  dans 
un  chapitre  suivant,  la  présence  de  l'acide  persulfurique  ou  du  moins 
le  rôle  que  lui  attribue  Darrieus. 

Franz  Streintz^,  partisan  de  la  double  sulfatation,  affirme  que  les 
oxydes  métalliques  ne  peuvent  exister  en  présence  de  l'acide  sulfu- 
rique. 

Elbs  et  Schœnner*  ont  entrepris,  d'autre  part,  un  grand  nombre 
d'expériences  qui  leur  ont  montré  que,  même  avec  une  forte  densité 
d'acide  (33°  B.).il  ne  se  forme  que  très  peu  d'acide  persulfurique. 
Dans  un  appareil  à  électrolyse  ayec  électrodes  de  platine  et  dia- 
phragme, ils  ont  trouvé,  à  Tanode,  24  0/0  de  la  quantité  calculée 
d'acide  persulfurique  pour  une  densité  de  courant  de  28  ampères 


1.  C'est  là  le  principe  des  clapets  électriques. 

2.  Lacide  sulfurique  seul  peut  aussi  bien  expliquer  la  présence  de  ces  deux 
métaux  en  solution;  leur  solubilité  dansTacide,  quoique  faible,  est  néanmoins 

très  appréciable. 

3.  Elektrolechnische  Zeilsdmft. 

4.  Zeitschrifl  fur  Elekbochemie,  1"  février  1895. 


THÉORIE  CHIMIQUE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  59 

par  décimètre  carré,  et  une  concentration  d'acide  33°  B.  (densité  1,30). 
Eq  abaissant  à  13  ampères  par  décimètre  carrela  densité  de  courant, 
ils  Dobtenaient  plus  que  des  traces  d'acide  persulfurique.  Enfin  il 
ne  s'en  formait  que  très  peu  avec  un  acide  de  densité  1,15  et  une 
<Jensité  de  courant  de  100  ampères  par  décimètre  carré,  et  pas  du 
tout  avec  seulement  40  ampères  par  décimètre  carré.  Or  un  accumu- 
lateur peut  se  charger  avec  une  densité  de  courant  de  0,05  ampère 
P^f  ^Jécimètre  carré. 
^m  et  Schœnner  ont  démontré  d'ailleurs  qu'on  ne  peut  objecter, 
ces  expériences,  l'action  catalytique  du  platine,  puisque,  dans 
certains  cas,  on  peut  obtenir  plus  de  400  grammes  d'acide  persulfu- 
rique par  litre  avec  une  anode  en  platine.  11  n'y  a  donc  pas  décompo- 
sition de  l'acide  persulfurique  en  acide  sulfurique  et  oxygène  en  pré- 
sence du  platine. 

D'autre  part,  en  faisant  réagir  l'acide  persulfurique  sur  le  plomb 
ou  sur  le  sulfate  de  plomb,  ces  auteurs  n'ont  pas  pu  obtenir  de 
peroxyde  de  plomb,  quelle  que  soit  la  concentration. 

Sur  la  lame  de  plomb,  il  se  forme  seulement  du  sulfate  beaucoup 
plus  rapidement  que  s'il  n'y  avait  pas  d'acide  persulfurique  ^ 

Celle  expérience  tendrait  à  démontrer  que,  contrairement  a  la 
théorie  de  Darrieus,  l'acide  persulfurique  n'est  pas  utile  pour  effec- 
tuer les  réactions  chimiques  constatées.  Elbset  Schœnnerdémontrent 
même  qu'il  est  nuisible,  puisqu'une  lame  de  plomb  peroxydée  se  sul- 
fate en  son  contact  et  donne  un  dégagement  d'oxygène. 

Théorie  de  Elbs  (1896).  —  Elbs,  se  basant  sur  les  phénomènes  qui 
accompagnent  l'électrolyse  de  l'acétate  de  plomb,  admet  l'existence 
<l'un  sel  de  plomb  tétravalent  qui,  par  hydrolyse,  donnerait  du 
peroxyde  de  plomb. 

Par  éleclrolyse  de  l'acétate  de  plomb,  on  obtient  en  effet  un  sel 
tétravalent  d'après  l'équation  suivante  : 

Pb  :;CH3,C0a)2  +  2CH3,COO  =  Pb(CH3,C02)S 

ce  sel  se  transformant  ensuite  en  peroxyde  de  plomb,  en  présence 
de  l'eau,  d'après  l'équation  : 

Pb  (CH3,C0')*  +  2H20  —  Pb02  +  4CH3,G02H. 

/•  Celle  action  serait,  d'après  Schoop,  différente  de  celle  que  donnerait  le  per- 
sulfàte  de  potassium  qui,  lui,  transforme  bien  le  plomb  et  ses  sels  en  peroxyde. 


60  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Dans  raccumulateur,  on  aurait  par  analogie  : 

PbSO»  +  S0^ir=Pb(S0»)2, 
puis  : 

Pb  (S0»)2  +  2HaO  =  PbO»  +  211*^80^ 

La  formation  du  peroxyde  de  plomb  serait  par  conséquent  secon- 
daire, et  la  réaction  n'étant  pas  réversible,  il  y  aurait  de  ce  fait  perte 
d'énergie  libre. 

A  Tappui  de  cette  théorie,  on  peut  ajouter  la  connaissance  de 
toute  une  série  de  sels  de  plomb  tétravalents.  Ces  sels  se  forment 
à  Tanode  et  se  décomposent  plus  ou  moins  vite,  suivant  les  condi- 
tions, en  bioxyde  de  plomb  et  en  acide  libre. 

Parmi  ces  sels,  on  peut  mentionner  (AzH*)'PbCl*,  obtenu  par 
Fœrster  en  électrolysant  un  mélange  d'acide  chlorhydrique,  de 
chlorure  de  plomb  et  de  chlorure  d'ammonium,  la  découverte  des 
sels  doubles  (AzH*)»Pb  (SO»)^  et  K-^Pb  (S0*)«  et  du  sulfate  plom- 
hique  Pb  (SO*)^,  sel  blanc  qui  se  décompose  aussitôt  en  présence  de 
I  eau,  en  donnant  du  peroxyde  de  plomb.  Les  sels  doubles  sont 
j  M  unes  et  leur  décomposition  est  graduelle. 

Le  sulfate  tétravalent  se  dissout  en  jaune  dans  Tacide  chlorhy- 
Jrîque  concentré;  en  présence  d'acétate  de  soude,  cette  solution 
reste  d'abord  claire  par  suite  de  la  stabilité  plus  grande  de  l'acétate 
LtHravalent  ;  la  précipitation  du  peroxyde  n'a  lieu  qu'au  bout  de 
quelque  temps,  à  froid  ;  si  on  chauffe,  il  se  précipite  du  peroxyde  de 
f»lomb  en  abondance. 

Récemment  Franz  Fischer^  a  obtenu  le  phosphate  plombique  en 
♦  Icctrolysant  l'acide  phosphorique  (même  de  faible  concentration, 
densité  1,02)  avec  anode  en  plomb,  à  la  densité  de  courant  0,05  am- 
père par  décimètre  carré.  Il  se  forme  autour  de  la  positive  une  solu- 
tion jaune  de  phosphate  plombique.  Celle-ci  est  décomposée  par 
leau  oxygénée  avec  dégagement  d'oxygène,  par  l'acide  chlorhy- 
drique avec  dégagement  de  chlore.  Elle  agit  en  un  mot  comme  oxydant 
(énergique  en  se  réduisant  en  sel  plombeux.  Une  grande  quantité 
tï'eau  la  décompose  en  peroxyde  de  plomb,  qui  se  redissout  facile- 
[iiênt  dans  l'acide  phosphorique. 

La  connaissance  de  ces  différents  sels  de  plomb  tétravalents  rend 
admissible  la  formation  du  sulfate  plombique  Pb  (SO*)^  et  des  réac- 
Uuns  données  par  Elbs  pour  la  charge. 

\.  ZeitschrifL  f.  E  le  ki  roc  hernie,  t.  VIII,  p.  398. 


THÉORIE  CHIMIQUE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PIX)MB  61 

D'ailleurs  le  persulfate  de  plomb  (PbS^O*)   a  pu   être  obtenu  par 

K.  Elbs  et  F.  Fischer^  en  électrolysant  Tacide  sulfurique  de  densité 

1,7  à  1,8  entre  une  anode  en  plomb  laminé  et  une  cathode  en  plomb 

formant  serpentin.  Il  importe  en  effet  de   refroidir  Télectrolyte  de 

façon  à  éviter  de  dépasser  la  température  de  30^  C.  En  employant 

une  densité  de  courant  de  2  à  6  ampères  par  décimètre  carré  à 

l'anode,  Télectrolyte  anodiquese  trouble,  et  il  se  dépose  peu  à  peu  un 

précipité  blanc  de  persulfate  de  plomb  pendant  que  le   liquide,  de 

couleur  jaune  pâle,  se  compose  d'une  solution  de  persulfate  de  plomb 

dam  lacide  sulfurique  ^.  En  se  basant  sur  la  quantité  d'électricité 

déf>eDsée,  on  trouve,  dans  ces  conditions,  un  rendement  de  60  0/0  en 

persulfate  de  plomb  brut  (le  produit  pur  n*a  pas  encore  pu  être 

obtenu). 

Si  on  abaisse  la  densité  de  courant  à  0,5  ampère  par  décimètre 
carré,  il  se  forme  presque  exclusivement  du  sulfate  de  plomb.  L'élec- 
trolyse  d'une  solution  de  sulfate  de  plomb  dans  Facide  sulfurique 
concentré  avec  une  anode  en  platine  ne  fournit  pas  non  plus  de  per- 
sulfate de  plomb. 

Ce  persulfate  de  plomb  peut  se  conserver  indéRniment  dans  Tacide 
salfurique  de  densité  1,7  à  1,8,  à  la  température  ordinaire  et  dans 
l'obscurité. 

C'est  une  poudre  blanche,  souvent  très  légèrement  jaunâtre,  qui 
n'est  pas  nettement  cristalline,  lise  dissout  difficilement  dans  Tacide 
sulfurique  concentré  et  dans  Facide  pyrosulfurique,  en  formant  pro- 
bablementle  composé  H^Pb(SO^)'.  L'eau  et  Facide  sulfurique  étendu 
le  décomposent  instantanément  en  acide  sulfurique  et  peroxyde  de 
plomb  hydraté.  C'est  un  oxydant  très  énergique,  qui  agit  à  la  façon 
du  peroxyde  de  plomb,  mais  plus  énergiquement. 

Il  peut  former  des  sels  doubles  jaunâtres  avec  les  sulfates  alcalins. 


1.  leiUcUrîfLf.  E  le  k  troc  hernie,  t.  Vif,  p.  343;  1900;  —  Éclairage  électrique, 
l.  XXVI,  p.  226. 

2.  Gomme  on  peut  le  remarquer  ici,  les  conditions  de  formation  du  persulfate 
d«  plomb  sont  loin  d'être  les  conditions  de  fonctionnement  normal  de  l'accumu- 
lateur au  plomb.  Elbs  et  Fischer  pensent  cependant  que,  par  Temploi  d  une  den- 
sité de  courant  trop  élevée  ou  encore  par  suite  d'une  trop  faible  porosité  de 
la  matière  active,  la  densité  de  Tacide  à  l'intérieur  de  la  plaque  peut  s'élever  au- 
dessus  de  1,65,  et  que  le  support  en  plomb  peut  alors  s'attaquer  en  formant  du 
persulfate  de  plomb  qui  se  dissout  dans  l'acide.  Le  persulfate  ainsi  formé  est 
ensuite  décomposé,  par  Pacide  étendu,  en  peroxyde  de  plomb;  mais  celui-ci  n'est 
pas  cristallin,  c'est  une  boue  gélatineuse  qui  n'adhère  plus  au  support.  D'après  ces 
auteurs,  cette  influence  serait  doublement  néfaste,  puisqu'il  y  aurait,  d'une  part, 
attaque  du  support,  et,  d'autre  part,  diminution  de  l'adhérence  de  la  matière. 


62  LES  ACCUMCLATECRS  ÉLECTRIQUES 

En  ce  qui  concerne  la  décharge,  EIbs  considère  le  peroxyde  de  la 
positive  comme  un  dépolarisant  qui  se  réduit  régulièrement  en  for- 
mant de  loxyde  de  plomb  et  divers  sulfates  basiques,  ceux-ci  ne  se  con- 
vertissent que  peu  à  peu  en  sulfate  ordinaire.  A  la  négative,  au  con- 
traire, le  sulfate  de  plomb  se  produit  directement.  Cette  différence 
d^action  proviendrait  de  ce  que,  pendant  la  décharge,  la  plaque 
positive  s*appauvrit  en  acide  sulfurique. 

D'après  Elbs,  la  formation  de  sulfate  de  plomb  à  la  positive  pen- 
dant la  décharge  serait  due  à  une  action  secondaire.  Ce  sulfate  de 
plomb  ne  serait  ensuite  transformé  en  peroxyde  pendant  la  charge 
que  grâce  à  une  autre  action  secondaire  entre  le  persulfate  de  plomb 
d'abord  produit  et  Teau.  Nous  discuterons  dans  la  suite  ces  deux 
points. 

Hypothèse  de  Gooper.  —  M.  W.-H.  Cooper^  fait,  à  propos  des 
théories  de  Gladstone  et  Hibbert  et  de  Darrieus,  les  observations 
suivantes  : 

Au  sujet  de  la  théorie  de  Darrieus,  il  n'admet  pas  qu*on  puisse 
identifier  l'action  de  Tacide  sulfurique  sur  la  litharge  à  celle  qui 
peut  se  passer  dans  la  matière  active  où  la  porosité  est  grande  et  où, 
nécessairement,  chaque  molécule  de  PbO  formée  est  en  contact 
avec  Tacide  sulfurique.  D'autre  part,  il  n'est  pas  satisfait  de  la  théorie 
de  la  double  sulfatation,  car,  si  la  première  molécule  d'acide  sulfurique 
agit  bien  d'après  Téquation  : 

Pb    SO»  H2    0  PbO, 

comment  expliquer  l'action  de  la  seconde  molécule  où  SO*  et  H^ 
sont  nécessaires  sur  la  même  plaque  ? 

Pour  expliquer  Faction  de  la  deuxième  molécule  d'acide  sulfurique 
ou,  en  un  mot,  la  sulfatation  de  la  positive,  l'auteur  admet  qu'on 
peut  regarder  PbO  comme  équivalent  aux  deux  pôles  d'une  pile  dont 
l'un  est  Pb  et  l'autre  O. 

L'acide  sulfurique  est  dissocié;  SO*  pasise  au  Pb  pour  former  du 
sulfate,  et  H^  forme  de  l'eau  avec  l'oxygène,  d'après  le  diagramme  : 

Pb    S0<H2    0; 

si  le  Pb  se  trouve  suffisamment  près  de  O,  on  a  une  molécule  de  PbO. 
1.  The  Electrician.i.  XXXV,  p.  290. 


THÉORIE  CHIMIQUE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  63 

Tra?aaz  de  Mugdan.  —  Martin  Mugdan^  a  entrepris,  à  la  fabrique 
d'accumulateurs  de  Marly-le-Grand  (Suisse),  une  série  d'expériences 
qui  tendent  à  confirmer  Thypothèse  de  la  double  sulfatation. 

!•  Détermination  de  la  quantité  de  sulfate  formé  pendant  la  décharge, 
—  Dans  une  première  série  d  expériences,  M.  Mugdan  monte  12  élé- 
ments, dont  6  composés  d'une  positive  entre  2  négatives  et  6  autres 
d  une  négative  entre  2  positives. 

Après  formation  des  plaques,  consistant  en  quelques  décharges  et 
surcharges  successives,  de  façon  à  ramener  le  sulfate  à  l'état  de  PbO^ 
etdePb,  les  plaques  furent  lavées  soigneusement  à  Teau,  de  façon 
à  enlever  Tacide  sulfurique;  puis  les  éléments  furent  remplis  avec 
des  solutions  d'acide  sulfurique  de  densités  différentes. 

Deux  des  éléments  restant  isolés,  comme  éléments  de  contrôle, 
les  autres  furent  déchargés  à  une  densité  de  courant  de  0,02  ampère 
par  centimètre  carré  pendant  vingt  minutes.  Après  interruption,  les 
plaques  furent  sorties  des  éléments  et  lavées  à  fond  à  l'eau  distillée 
jusqu'à  élimination  complète  de  l'acide. 

Chaque  plaque  fut  ensuite  placée  dans  un  petit  vase,  en  regard 
d'une  plaque  de  platine  d'égale  grandeur,  chaque  vase  étant  rempli 
de  100  centimètres  cubes  d'acide  sulfurique  au  1/20  (D  =:  1,0306). 
Afin  d'éviter  les  pertes  par  projection,  chaque  vase  était  mis  dans  un 
autre  plus  grand  et  couvert  d'une  plaque  de  verre.  Les  douze  éléments 
réunis  en  tension  étaient  chargés  par  un  courant  d'intensité  faible  et 
subissaient  quelques  décharges  et  surcharges  successives  afin  de 
décomposer  le  SO^Pb  en  PbO*  et  Pb  et  de  faire  rentrer  l'acide  sulfu- 
nque  en  solution.  Les  vases  et  les  plaques  étaient  ensuite  lessivés 
à  fond  à  l'eau  distillée  de  façon  à  enlever  toute  trace  d'acide,  et  dans 
<^haque  liquide  on  titrait  l'acide  sulfurique;  la  quantité  initiale  étant 
connue,  on  en  déduisait  la  quantité  apportée  par  la  charge  et  par 
suite  la  proportion  de  sulfate  formé  pendant  la  décharge. 

Us  résultats  obtenus  sont  consignés  dans  le  tableau   12. 

A  l'interruption  de  la  décharge,  la  positive  n°  2  avait  1,75  volt 
^n^nie  différence  de  potentiel  mesurée  avec  une  négative  témoin  non 
•  ^f^^ersée  par  le  courant;  les  deux  plaques  1  et  la  négative  2  donnaient 
^^^  différence  de  potentiel  plus  élevée. 

La  négative  5  tomba  à  0  volt  après  quatre  minutes  de  décharge, 
de  sorte  que  le  sulfate  formé  se  convertit  en  peroxyde  à  partir  de  ce 
momeni,  et  la  plaque  dégagea  de  l'oxygène. 

1.  Zeilschrift  f,  Eiektrovhemie.i.  VI,  p.  309-320,  7  décembre  1899;  —  Éclairage 
électrique,  t.  XXIII,  p.  149. 


64 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


La  positive  5  avait  aussi  une  diflerence  de  potentiel  un  peu  au- 
dessous  de  la  valeur  normale. 

Les  plaques  déchargées  dans  le  sulfate  de  soude  ont  une  différence 
de  potentiel  normale  ;  comme  on  le  voit,  la  positive  ne  se  sulfate  pas, 
elle  s'oxyde  seulement;  la  négative,  au  contraire,  se  sulfate  en  grande 
partie. 

TABLEAU   i!2 


1 .  Plaque  PoUak  déchargée  dans  acide  à 

26  0/0  (D  —  L1815) .   .   . 

2.  Plaque  Pollak  déchargée  dans  acide  à 

10  0/0  (D  —  1,0686) 

3.  Plaque  Pollak  non  déchargée  dans  acide 

à  26  0/0 

4.  Plaque  à  grille  perforée  non  déchargée 

dans  acide  à  26  0/0 

5.  Plaque  à  grille  perforée  déchargée  dans 

acide  à  10  0/0 

6.  Plaque  à  grille  perforée  déchargée  dans 

une    solution    de   sulfate   de   soude 
à  14  0/0 


SULFATE  DE  PLOMB  FORMÉ 

ea  0/0  de  la  quantité 

théorique  d'après  la  double 

sulfatalioD 


PL.IQDE   POfllTIVK 


94,0 

90,1 

0,6 

0,8 
80,3 


PLAQUE    NÉOATITK 


100,0 

98,7 

4,9 

7,2 
21,7 

70,4 


Tenant  compte  des  considérations  ci-dessus,  Tauteur  conclut  de 
cette  expérience  que  la  quantité  de  sulfate  qui  se  forme  pendant  la 
décharge  normale,  même  avec  un  acide  de  faible  densité  et  une  forte 
densité  de  courant,  correspond  essentiellement  à  la  théorie  de  la 
double  sulfatation. 

2*^  Détermination  de  la  quantité  d'acide  sulfiirique  absorbé  par 
les  plaques  après  décharge.  —  Dans  une  deuxième  série  d'expé- 
riences, les  plaques  déchargées,  au  lieu  d'être  rechargées  de  façon  à 
en  extraire  l'acide  sulfurique,  étaient  mises  en  contact  dans  un  petit 
verre  avec  50  centimètres  cubes  d'une  solution  d'acide  sulfurique 
normal.  S'il  y  avait  formation  d'oxyde,  l'acide  sulfurique  devait 
être  absorbé.  Après  lessivage  des  plaques,  on  titrait  Tacide  sulfu- 
rique restant. 

En  cas  de  sulfatation  totale  à  la  décharge,  les  plaques  déchargées 
et  non  déchargées  ne  devaient  pas  se  comporter  dilTéremment. 


THÉORIE  CHIMIQUE  DK  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


65 


Les  plaques  essayées  étaient  du  système  Pollak,  de  dimensions 
4x7  centimètres  et  4  X  o  centimètres,  découpées  dans  de  grandes 
plaques.  Les  unes  furent  mises  dans  Tacide  sulfurique  normal  ;  les 
autres,  dans  une  solution  de  sulfate  de  soude.  Les  éléments  montés 
en  série  furent  déchargés  à  1  ampère  (correspondant  à  une  densité 
de  courant  de  0,018  et  0,025  ampère  par  centimètre  carré),  et  la 
décharge  fut  interrompue  après  quinze  minutes. 

Les  tableaux  13  et  14  montrent  les  résultats  obtenus. 

Le  quinzième  tableau  se  rapporte  à  des  plaques  positives  déchar- 
gées seulement  neuf  minutes  à  1  ampère. 

TABLEAU    13 


PLAQUES  POSITIVES 

QUANTITÉ  D'ACIDE  DISPARU    1 
exprimée  en  cmî*  d'acide  normAl         1 

après  1  h. 

d'action 

de  l'acide 

après    les 
Y  heures 
suivantes 

après  les 

120  h. 
suivantes 

Non  déchargée 

6,4 

6,1 
14,9 

5,6 
3,3 
2,6 

7,7 

32,7 
30,4 
18 
25 

Déchargée  dans  acide  normal^  (densité 
de  courant  0,018  amp.  par  cm^)  .   . 

Déchargée  dans  acide  normal  (densité 
de  courant  0,025  amp.  par  cm^)  .    .    . 

Déchargée  dans  une  solution  de  Na^SO» 
(densité  de  courant  0,018  amp.  par  cm^) 

TABLEAU    14 


PLAQUES  NÉGATIVES 

QUANTITÉ  D'Ai:lDE  DISPARU 
exprimée  en  cm3  d'acide  normal          1 

après  1  h. 

d'action 
de   l'acide 

après    les 

2W.. 
suivantes 

après    les 

70  h. 
suivantes 

Non  déchargée 

0,7 
0,75 

4,6' à  «:î 
1,5     "- 

0,4 
0,3 
0,6 
0,4 

1,5 
2,0 

0,7 

Déchargée  dans  acide  normal  (densité 
de  courant  0,018  amp.  par  cm*-^) .   .    . 

Déchargée  dans  acide  normal  (densité 
de  courant  0,025  amp.  par  cm-^)  .   .    . 

Déchargée  dans  une  solution  SO'Na'^ 
(densité  de  courant  0,018  amp.  parcm'^) 

i.  Par  acide  normal,  on  eutend  ici  Tacide  à  4,9  0/0. 


«6 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 
TABLEAU    15 


PLAQUES  POSITIVES 

QUANTITÉ  D-ACIDE  DISPARuj 
exprimée  eo  ca'  (Taeide  oonsal      1 

après  3  h.   12 
d'aetioii  de  l'acide 

•près  les  16  h. 
sairaates 

NoD  décharcée 

9,3 

7,8 

6,9 

16,4 

4,6 
3,6 
2,5 
7,5 

Décharg«^e  dans  acide  normal  (densité  de 
courant  0,018  amp.  par  cm^; 

Déchargée  dans  acide  normal  •  densité  de 
courant  0,025  amp.  par  cm*' 

Déchargée  dans  solution  SO'Na*  densité 
de  courant  0,018  amp.  par  cm*)  .... 

Ces  tableaux  prouvent  que,  même  dans  Tacide  faible  à  4,9  0/0  et 
avec  des  densités  élevées  de  courant  0,018  et  0,025  amp.  :  centimètre 
carré,  on  ne  peut  admettre  la  formation  d'oxyde  pendant  la  décharge. 

Dans  la  solution  de  SO*Na*,  la  positive  s'oxyde  pendant  la  décharge, 
ainsi  qu'on  peut  le  déduire  des  chiffres  plus  élevés  pour  l'absorption 
d'acide. 

Les  valeurs  croissantes  d'absorption  pour  les  positives  proviennent, 
d'après  l'auteur,  de  l'action  locale,  la  surface  coupée  du  quadrillage 
n'étant  pas  suffisamment  formée. 

3*  Sulfatalion  de  t oxyde  de  plomb.  —  Afin  de  démontrer  que  la 
formation  de  sulfate  ne  provenait  pas  d'une  action  secondaire  de 
l'acide  sur  l'oxyde  formé,  l'expérience  suivante  fut  faite  sur  une 
plaque  négative.  Celle-ci  fut  exposée  à  l'air  de  façon  à  s'oxyder,  ce 
que  l'on  constate  par  une  élévation  de  température;  la  plaque  était 
ensuite  refroidie  dans  l'eau,  séchée,  puis  mise  en  contact,  comme 
dans  l'expérience  II,  avec  50  centimètres  cubes  d'acide  sulfurique 
normal. 

Les  quantités  d'acide  absorbé  furent  : 


Acide  absorbé  après  15  minutes  d'action  de 

Tacide 

Acide  absorbé  après  les  60  minutes  suivantes. 
Acide  absorbé  après  les  5  heures  suivantes, . . 
Acide  absorbé  après  les  45  heures  suivantes. . 


cm: 

Toltl  eo  tttfi 

2,7 

2,7 

3,9 

6,6 

4,4 

21,0 

0,65 

21,65 

Si  on  se  rappelle  que,  dans  l'expérience  II,  la  décharge,  et  par  suite 


THÉORIE  CHIMIQUE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PI^MB 


67 


*^0A 


-«5 


^-<^ 


-KS 


-2,0 


'2,S 


~ic 


Minutes     tO  20  ZO 

Courbt  ^  poiansation  ano<féqu%  mesurée  avec  fib(^ 

Fio.  7.  —  Courbe  de  polarisation  anodique. 


Vaciion  de  Tacide,  ne  durait  que  quinze  minutes,  temps  insuffisant 
pour  sulfater  Toxyde,  si  celui-ci  se  produisait  d'abord  pendant  la 
décharge,  on  peut  en  déduire  que  la  quantité  de  sulfate  formé  ne 
peut  provenir  d'une  action  secondaire. 

4*  Démonstration  de  la  présence  unique  des  trois  corps  Pb,  PbO^ 
et  PbSO^. — Mugdan  a  fait  les 
observations  suivantes,  qui 
tendent  à  confirmer  une  fois 
encore  que  les  seuls  corps  qui 
jouent  un  rôle  dans  la  dé- 
charge sont  uniquement  Pb, 
PbO^  et  SO^Pb. 

Une  lame  de  plomb  de 
10  décimètres  carrés  de  sur- 
face totale,  recouverte  d'une 
couche  très  faible  de  plomb 
spongieux,  était  montée  entre 
2  positives  de  mêmes  dimen- 
sions, mais  de  très  grande  ca- 
pacité (SOampères-heures),  dansVacideà  200/0  (D  =  i,153=:19%15  B). 
La  lame  de  plomb  étant  prise  comme  anode,  on  chargeait  avec  un 

courant  de  très  faible  inten- 
sité 1  =  1  ampère,  et  on  notait 
la  différence  de  potentiel  aux 
bornes  de  l'élément  toutes  les 
quinze  secondes.  On  obtenait 
alors  la  courbe  {fig,  7). 

Après  une  longue  surcharge, 
on  inversait  ensuite  le  courant, 

cou,^^^rsssi^,ncc^^^n,esorée^no2^^  plaq^e  étudiéc  dcvcnaut 
FiG.  8. -Courbes  de  polarisation  cathodique.  a»°si  cathode;  on  obtenait  la 

courbe  I  de  la  figure  8. 

On  remarque  que  ces  courbes  se  composent  de  deux  parties  hori- 
zontales qui  correspondent  aux  équilibres  Pb  I  PbSO^etPbO^  I  PbSO» 
et  que  ces  deux  parties  sont  reliées  aux  abscisses  12,5  et  10  par  une 
brusque  inflexion,  qui  montre  qu'aucune  autre  réaction  que  la  for- 
mation de  sulfate  n'a  lieu.  Après  chaque  inflexion  brusque,  on  trouve 
une  pointe  de  la  courbe  provenant  de  l'augmentation  de  résistance 
due  à  la  sulfatation  ^ 

1.  Nous  reyiendrons  plus  loin  sur  ce  point. 


-4i 


-^Z 


'2.Û 


'2,5 


*"     ' 

Coari 

i^ 

r] 

--^ 

SCât^ 

, 

Itnox 

«s    / 

0 

' — i 

r-^ 

j 

à 

u 

68  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Sur  la  courbe  II  de  la  figure  8,  on  a  représenté  la  polarisation  catho- 
dique dans  le  cas  où  on  aurait  arrêté  la  polarisation  anodique  {fig,  7) 
avant  l'inflexion  brusque.  On  voit  ici  que  la  deuxième  partie  de  la 
courbe  est  très  sensiblement  horizontale  avec  une  chute  rapide  finale 
correspondant  au  dégagement  d'hydrogène. 

Le  phénomène  est  troublé  dans  le  cas  de  la  courbe  1  de  la  figure  8 
par  une  action  locale  entre  le  Pb  et  le  PbO^,  qui  existent  ensemble  à 
ce  moment  sur  la  plaque. 

Hypothèse  de  E.-J.  Wade.  —  E.-J.  Wade  a  émis  Thypothèse  ^  que 
le  plomb  et  le  peroxyde  qui  constituent  les  matières  actives  des 
électrodes  se  trouvent  dans  un  état  diiïérent  de  ces  corps  tels  qu'ils 
sont  produits  chimiquement,  et  qu*ils  représentent  un  état  polymé- 
rique  de  ces  derniers. 

Il  explique  ainsi  que,  pendant  une  décharge  normale,  le  plomb  et 
le  peroxyde  gardent  leur  structure,  absorbent  Tacide  sulfurique  gra- 
duellement et  ne  perdent  pas  leur  conductibilité,  ce  qui  permet  la 
désuif atation  à  la  charge  suivante. 

On  sait  que  la  décharge  est  limitée  bien  avant  que  tout  le  per- 
oxyde ou  le  plomb  soient  transformés  en  sulfate. 

Wade  admet  que  l'absorption  ne  se  fait  plus,  pendant  la  décharge, 
lorsque  les  compositions  de  matières  actives  sont  devenues  Pb^O^SO* 
à  la  positive  et  Pb'SO^  à  la  négative,  ce  qui  suppose  que  44  0/0  du 
peroxyde  et  40,5  0/0  du  plomb  spongieux  ne  peuvent  entrer  en  com- 
binaison et  être  utilisés  à  la  décharge. 

C'est  à  ce  moment  que  la  résistance  intérieure  croît  rapidement  et 
que  la  différence  de  potentiel  baisse. 

L'accident  que  l'on  appelle  la  sulfatation  des  plaques  ne  serait, 
dans  cette  hypothèse,  qu'un  changement  de  ces  molécules  complexes 
se  décomposant  en  sulfate  normal  de  plomb  et  en  plomb  et  peroxyde 
normaux,  Tétat  simple  de  ces  corps  étant  plus  stable.  Dans  ces  con- 
ditions, la  continuité  serait  détruite  ainsi  que  la  conductibilité  de  la 
matière  active  ;  il  y  aurait  de  plus,  par  ce  fait,  augmentation  de 
volume  à  la  positive. 

Pendant  rinversion  du  courant  après  une  décharge,  on  sait  que  le 
plomb  passe  à  l'état  de  peroxyde,  et  réciproquement  le  peroxyde  à 
Tétat  de  plomb.  Dans  ce  cas,  il  se  produirait  des  formules  intermé- 
diaires et  les  molécules  garderaient  leur  structure  initiale  intacte. 

1.  Journal  of  Proceeclings  of  Ihe  Instilulion  of  Electrical  Engineers^  t.  XXIX, 
1900  ;  —  VEclairage  électrique,  t.  XXXII,  p.  25. 


THÉORIE  CHIMIQUE  DE  LACCUMUIATEUK  AU  PLOMB  69 

Afin  de  donner  plus  de  corps  à  son  hypothèse,  Wade  rappelle  que 
le  plomb  est  très  apte  à  former  des  sels  basiques,  et,  fait  rare  pour 
les  métaux,  à  s'unir  à  deux  radicaux  différents.  C'est  ainsi  que  Ton 
connaît 

,     .        ...  -..,  \  SO*  sulfato-carbonate  (le  plomb 

La  lanarkile Pb»  J  -,^3  *^ 

-  ,     1.  11-.  i^u .  \  SO*  sulfato-lricarbonate  de  plomb 
Laleadhilhte Pb^  J  /pQjxg 

-  ,        ...  ^, ,  \  Cl'  chloro-carbonate  de  plomb 
La  phosgénite Pb*  j  ^^3  '^ 

i  Cl' 
Le  sulfochlorure  . .    Pb'  J  ^ 

D'antre  part,  le  carbonate  de  plomb  peut  renfermer  des  propor- 
tions très  variables  de  PbCO'  et  d'hydrate  Pb(OH)';  les  miniums 
renferment  de  même  des  proportions  très  variables  d'oxygène  et 
peuvent  prendre  les  formules  différentes  Pb^O\  Pb^O^,  Pb'O*', 
Pb'O^ 

Mendelejeff  a  expliqué  ces  particularités  du  plomb  en  les  attri- 
buant à  une  polymérisation  de  celui-ci.  11  suppose  que  les  molécules 
de  plomb  sont  formées  d'une  réunion  de  x  atomes  Pb.  Il  réalise 
ainsi  différentes  formules  en  admettant  pour  le  protoxyde  de  .plomb 
la  formule  Pb«'0*>. 

En  supposant  la  même  polymérisation  pourle  plomb  et  le  peroxyde 
dans  raccumulateur,  Wade  explique  ainsi  l'absorption  graduelle  de 
l'acide  sulfurique  pendant  la  décharge  ;  les  différents  composés  qui 
se  produisent  successivement  sont  alors  les  suivants  : 


Plaque  négâtire 

Plaque  positire 

Début  de  la  décharge. . 

Pb« 

Pb<2(oa)«i 

Pb«SO* 

Pb"(02)HS0» 

Pb«{SO»)' 

Pb'2(02)*«(SO»)» 

Pb«(S0«)3 

Pb«(03)»(SO»)3 

Pb«{SO*)» 

Pb«(02)«(S0')* 

Pb<2(SO»)3 

Pb«2(02)7(SO»)5 

Fin  de  la  décharge  .... 

Pb<2(S0«)'-» 

Pb«2(Oi)6(SO«)6 

Dans  cette  hypothèse,  les  équations  chimiques  rendant  compte  de 
la  décharge  peuvent  être  ainsi  exprimées  : 
A  la  négative  : 

Ph  >    ,   .^,  _  i  PbSO» 
Pb  i  +  ^^   -  i  Pb 


70  LES  AOCt'MULATEL'RS  ÉLECTRIQUES 

et  à  la  positive  : 

/  Pbo»  ^  +  "*  ^  ^^^^*  -  \  Pbso*  i     ^"^• 

Quand  on  inverse  le  courant  à  la  fin  de  la  décharge^  le  plomb  de 
a  négative  continue  à  se  sulfater  pendant  que  le  sulfate  se  peroxyde, 
de  telle  sorte  que  les  différents  états  intermédiaires  peuvent  être  les 
composés  ci-dessous  : 

Platjne  sé^Te  PUqoe  positire 

Pb"(S04)«  Pb«i02)«(S(>*;« 

Pb"  (  0»)  (S04)«  Pb«  ^0»)5  ,S0*)« 

Pb<2  (02)*  (S0*)«  Pb«2 ,  0>)«  (SO^j* 

Pb«  ,0>)3  {S0«)«  Pb"  (0«)3  (S0«)« 

Pb«a(0>;«  (SOV  Pb«iO»)2(SO»)« 

Pb«  (02)5  (S0*)«  Pb"  (02)  vSO*)« 

Pb<2(02)«(S0«)*  Pb«2(S0«)« 

et  les  équations  chimiques  correspondantes  sont  ici 
A  la  négative  : 

\  PbSO*  )    ,   S0«  _  J  Pb02    ) 

(  Pb      i  +  so*  +  ^"  ^  -  )  Pbso^  ^  +  2a  so 

et  à  la  positive  : 

5  Pb02     >    ,    H2  _  J  PbSœ  I  ^  2H20  ^ 

1  PbSO»  i  +  H2  +  "^^  -  (  Pb        1  +  H2S0* 

En  continuant  la  charge  d'inversion,  Tacide  sulfurique  s'élimine 
peu  à  peu  comme  dans  une  charge  normale.  Dans  ce  cas  les  compo- 
sés Pb2S0*  à  la  négative  et  Pb202SO*à  la  positive  sont  transformés 
en  Pb  et  Pb02  d'après  les  équations  : 
A  la  négative  : 

et  à  la  positive  : 

L'auteur  explique  que,  la  négative  limitant  la  capacité,  la  baisse 
est  plus  rapide  que  dans  le  cas  de  la  positive  par  ce  fait  qu'à  la  néga- 
tive raccroissement  de  résistance  est  soudain,  qu'une  sulfatation 
plus  grande  est  impossible  et  que  l'inversion  commence  ;  tandis  qu'à 


THÉORIE  «HIMIQUK  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  71 

la  positive  la  sulfatation  peut  aller  un  peu  plus  loin  pendant  la 
décharge,  de  sorte  que  le  produit  final  se  rapproche  de  la  for- 
mule PbO',2PbS0^.  Le  plus  ordinairement,  cependant,  on  s'arrête  à 
PbO*,PbSO*. 

Au  point  de  vue  chimique,  tous  les  composés  ci-dessus  se  com- 
portent comme  des  mélanges  ;  en  cela  ils  ressemblent  aux  miniums 
et  aux  carbonates  de  plomb,  qui  présentent  un  haut  degré  d'instabi- 
lité. Dans  Taccumulateur  même  cette  transformation  peut  se  produire 
et  donne  lieu  alors  à  la  sulfatation  si  nuisible  ;  les  molécules  quittent 
leur  état  polymérique  et  reviennent  à  Tétat  normal. 

Les  équations  ci-dessous  indiquent  comment  se  briseraient  deux 
molécules  complexes  : 

Pb^2(SO«)«=6Pb-h6PbSO« 

Pb"  (02)«  (S0»)«  =  6PbO»  -t-  6PbS0< 

Wade  admet  comme  probable  que  les  molécules  de  sulfate  ainsi 
produites  doivent  donner  un  volume  plus  grand  qu'à  l'état  combiné 
et,  par  conséquent,  comprimer  la  matière  active,  ce  qui  tend  à  dimi- 
nuer la  porosité.  Les  taches  blanches  qui  se  produisent  sur  les 
plaques  seraient  dues  au  Pb  et  au  PbO^  en  molécules  libres,  qui  se 
sulfateraient  beaucoup  plus  facilement  que  les  molécules  complexes. 

Pour  expliquer  la  perte  de  capacité-  des  négatives  et  le  phéno- 
mène de  contraction  qui  raccompagne,  Tauteur  fait  remarquer  que, 
d'après  Schutzemberger,  le  cuivre  allotropique  revient  à  l'état  nor- 
mal par  un  trempage  prolongé  dans  l'acide  sulfurique  et  qu'il  pour- 
rait en  être  de  même  pour  le  plomb. 

En  résumé,  d'après  cette  nouvelle  théorie,  les  différentes  transfor- 
mations chimiques  des  matières  actives  positive  et  négative  pendant 
le  fonctionnement  de  l'accumulateur  seraient  données  par  le  tableau  16 
ci-dessous  : 

TABLEAU    16 


Pb 

NégatiTe 
Pb«2 

\  PbSO* 

1    PbH 

Positire 
Pb12(02)1J 

PbSO* 
Pb*^(02)H 

Pb02 

! 

49 

Pb2(SO«)2 
1  Pb<o 

\   Pb2(S0<)2 
1    Pb<0(02)l0 

PbSO* 
3Pb 

\  Pb3(SO«)3 
j  Pb» 

1 

J  Pb3(S0*)3 
1  Pb9(02)i> 

PbSO! 

3Pb03 

l 

Pb«(SO*)» 
Pb» 

l  Pb«  (SO'^* 

Pb8(02)« 

1 


72 


LES  ACCUMULATEURS  ÉKECTRIQrES 

TABLEAU  16  {suite) 

Né^tire 

\  Pb'»(SO»)-* 
\  Pb" 


PbSO» 
Pb 


PbO> 

2PbS0« 

Pb 


/  PbO» 
PbSO» 


i  (  PbO« 
3PbS0 


.! 


PbO» 


Pb«(SO^;e 

Pb« 

PbO^ 

Pb»(SO»;« 

Pb* 

Pb«(02)2 

Pbfi(SO«)« 

Pb* 

Pb3(0«)3 

Pb«(SO«)« 

Pb» 

PbM02)» 

Pb»(S0'j6 

Pb» 

Pb'  (02)5 

Pb«(SO^)« 

Pb 

Pb«(02)» 

Pb«(SO*;« 

Pb7(0»)7 

Pb->(S0«)5 

Pb8(02)8 

Pb»(SO»)' 
Pb«(02;i9 
Pb3(sd»)3 
Pb<o  (oa)«o 

Pb2(S0')» 
Pb«<(02)H 
PbSO» 
Pb«(02)« 


Posilire 

i  Pb»(SO*)'     ) 

(    PbM02)T          i 

l  Pb«  (SO*)* 

PbSO» 

Pb«(02)« 

3Pb02 

Pb 

Pb«(SO«)« 

Pb5  (O*)'* 

i    Pb2 

/  ;  Pb6(S0»)« 

/     (    Pb»(02)5         , 

f  Pb3 

|Pb 

Pb«  (S0»)« 

2PbS0« 

Pb3(02)3 

PbO» 

\    f  Pb^ 

\      Pb*(SO«)« 

Pb2{02)a 

\f  Pb3 

Pb«(SO*)« 

Pb02 

^  Pb« 

Pb 

(  Pb6(SO»)6 

PbSO» 

[    Pb7 

l 

;  pb5(so»)-^ 

i 

\  Pb» 

'(  Pb»(SO')» 

Pb» 

3Pb 

Pb3(SO«)3 

;  PbSO* 

i  Pb«o 

Pb2(S0»j2 

J  Pb<« 

1 

PbSO* 

Pb<2 

Pb 

En  dehors  de  la  question  de  polymérisation,  l'hypothèse  de  Wade 
est  en  accord  avec  la  double  sulfatation.  Aussi  doit-on  la  considérer 
comme  une  dérivée  de  cette  théorie.  I/analyse  chimique  est  inca- 
pable de  discerner  si,  dans  le  cours  de  la  charge  ou  de  la  décharge, 
on  se  trouve  en  présence  d'un  mélange  de  sulfate  de  plomb  et  de 
plomb  ou  de  peroxyde  en  quantités  variables,  ou  bien  si,  comme 
l'admet  Wade,  il  se  forme  des  combinaisons  intermédiaires  nette- 
ment définies. 


THÉORIE  CHIMIprE  DE  LACCUMUIATEUR  AU  PLOMB 


lO 


Expériences  de  Pfafl.  —  On  doit  au  D'  A.  Pfaff  *  quelques  détermi- 
nations effectuées  en  vue  de  se  rendre  compte  si  la  consommation 
théorique  d*acide  sulfurique  (3*^,65  H*SO*  par  ampère-heure  d'après 
la  double  sulfatation)  est  atteinte  en  pratique.  A  cet  effet,  Tauteur  a 
entrepris  des  essais  sur  un  élément  renfermant  1  litre  d'acide  de  den- 
sité 1,24  (in  charge  ;  les  électrodes,  constituées  par  une  pastille  de 
matière  active,  comprenaient  une  positive  de  8  millimètres  d'épais- 
seur et  2  négatives  de  6  millimètres.  La  surface  totale  apparente 
d'une  plaque  était  de  4,8  dm'  et  la  surface  active  de  3,4md'  (en  comp- 
tant les  deux  côtés  de  la  plaque). 

L'élément  était  chargé  jusqu'à  dégagement  gazeuxnormal,  puis  on 
effectuait  la  décharge,  et  toutes  les  heures  on  mesurait  très  exacte- 
ment la  densité  du  liquide  après  avoir  pris  soin  d'insuffler  chaque 
fois  une  certaine  quantité  d'air  pour  bien  mélanger  l'électroly te. 

Un  exemple  des  mesures  effectuées  pendant  une  décharge  est 
donné  par  le  tableau  ci-dessous. 


TABLEAU   17 

22*  décharge  1  =  4  amp. 


GOXSOXX4nO!i  EH  GKilXES 

BIFFUEKGE 

l|2S0i 

de  H-iSOi 

TEMPS 

AMPÈRES 

VOLTS 

DENSITÉ 

de 

en  g^rammcs 

DWilTÉ 

dans 
réleclrolyle 

par 

heure 

par 
amp. -heure 

H^^r 

4,00 

2,01 

1,2410 

0,0037 

402 

7 

1,75 

9  57 

4,00 

2,00 

1,2373 

0,0054 

395 

10 

2,50 

10  57 

4,00 

i,99 

1,2319 

0,0059 

385 

10 

2,50 

11  57 

4,00 

1,98 

1,2260 

0,0061 

375 

11 

2,75 

12  57 

4,00 

1,97 

1,2199 

0.0060 

364 

11 

2,75 

1  57 

4,00 

1,95 

1,2139 

0,0060 

353 

11 

2,75 

2  57 

4,00 

1,935 

1,2079 

0.0062 

342 

11 

2,75 

3  57 

4,00 

1,915 

1,2017 

0,0056 

331 

10 

2,50 

4  57 

4,00 

1,89 

1,1961 

0,0062 

321 

11 

2,75 

5  57 

4,00 

1,855 

1,1899 

0,0064 

310 

12 

3,00 

6  57 

4,00 

1,835 

1,1835 

""" 

298 

— 

Si,  dans  cet  essai,  on  laisse  de  côté  la  première  heure  de  décharge, 
on  trouve  pour  la  consommation  moyenne  2»^694  H'SO^  par 
ampère-heure. 


1.   Centralblalt   f.  Ancumulatoren- und  Elementenkunde,  t.  II,  p.  73  et  173; 
—  Eclairage  électrique^  t.  XXXI,  p.  289. 


74 


LES  ACCUMUI^TEURS  ELECTRIQUES 


De  nombreuses  décharges  étaient  effectuées  sur  cet  élément,  en 
faisant  varier  Tintensité  de  1  à  5  ampères,  ce  qui  correspondait 
à  une  variation  de  densité  de  courant  de  0,208  à  1,042  amp.  :  dm^ 
en  considérant  la  surface  totale  apparente. 

On  prenait  la  moyenne  des  valeurs  obtenues  pour  les  décharges 
de  même  intensité,  et  on  obtenait  ainsi  les  valeurs  suivantes  : 


TABLEAU   18 


INTENSITÉ 

DENSITÉ  DE  COURANT 

TEMPS 

CAPACITÉ 

CONSOMxMATlON 

en  amp.  :  dmS 

DE 

B!« 

DE  H2S04 

BN  AMPÈRES 

de  surface  toUle  apparente 

DÉCHARGE 

amp. -heures 

e:(  ghaumbs  par  amp.-hecrb 

5 

i,042 

6 

30 

2.560 

4 

0,834 

9 

36 

2.705 

3 

0,626 

14 

42 

2.855 

2 

0,416 

24 

48 

3.083 

1 

0,208 

59 

59 

3.269 

Ces  valeurs  ont  servi  à  tracer  la  courbe  de  la  figure  9,  qui  montre 
que  la  valeur  théorique  3«^^6o  H^SO^  par  ampère-heure  n'est  pas 
atteinte  dans  ces  essais,  mais  que  Ton  s'en  approche  pour  les  faibles 


-I ? 1 7 


so 

1 

1- 

1 

ï 

1 

«w 

J 

1 

K 

,/ 

/ 

f 

0 

** 

X 

Fio.  9  et  10.  —  Courbes  de  consommation  d  acide  sulfurique. 


intensités  de  décharge  pour  s'en  écarter  de  plus  en  plus  quand  le 
régime  devient  plus  rapide. 

La  courbe  de  la  figure  10  tracée  également  à  l'aide  des  valeurs  du 
précédent  tableau  indique  la  variation  de  consommation  d'acide 
sulfurique  par  ampère-heure  en  fonction  du  temps  de  décharge. 


THÉORIE  CHIMIQUE  DE  L'ACCU  M  UI^TBUR  AU  PLOMB  75 

A  propos  de  ces  essais,  nous  ferons  remarquer  que,  bien  que 
Tanteur  ait  écarté  la  première  heure  de  décharge,  les  valeurs  obte- 
nues pour  la  consommation  réelle  d'acide  sulfurique  doivent  être 
trop  faibles.  Ce  qui  est  mesuré  ici,  c'est  la  perte  d'acide  sulfurique 
du  liquide  extérieur.  Or  les  pores  de  la  matière  renferment  une 
certaine  quantité  d'acide  qui  contribue  à  la  décharge  et  devrait  être 
ajoutée  aux  chiffres  ci-dessus.  Les  actions  se  faisant  de  plus  en  plus 
profondément  pendant  la  décharge,  il  est  très  probable  que 
non  seulement  pendant  la  première  heure,  mais  encore  pendant  la 
plus  grande  partie  de  la  décharge,  Télectrolyte  imprégnant  les 
pores  de  la  matière  active  apporte  une  quantité  non  négligeable 
d'acide  sulfurique.  Le  premier  tableau  relatif  à  ces  essais  indique 
bien  d'ailleurs  que,  vers  la  fin  de  la  décharge,  alors  que  l'électrolyte 
interne  doit  être  épuisé  d'acide,  la  consommation  d'acide  extérieur 
tend  à  augmenter. 

Ainsi  s'expliquerait  aussi  l'accroissement,  indiqué  dans  le  précé- 
dent tableau  et  dans  les  courbes,  de  la  consommation  d'acide  sulfu- 
rique par  ampère-heure,  avec  les  décharges  lentes.  La  capacité  et 
par  suite  la  quantité  totale  d'acide  sulfurique  consommé  augmentant 
avec  celles-ci,  l'influence  de  la  quantité  d'acide  interne,  quantité  peu 
variable,  devient  de  plus  en  plus  négligeable;  aussi  la  consommation 
d'acide  pris  à  l'électrolyte  extérieur  se  rapproche-t-elle  de  la  valeur 
théorique  3«%65.  Celte  influence  doit  d'ailleurs  être  d'autant  plus 
sensible  que  l'épaisseur  de  matière  active  est  grande,  ce  qui  est  le 
cas  des  expériences  ci-dessus.  Cette  explication  n'exclut  pas  la 
possibilité  d'une  proportion  d'oxyde  inférieur  PbO  à  la  fin  de  la 
décharge,  un  peu  plus  grande  dans  le  cas  des  décharges  rapides  que 
dans  celui  des  décharges  lentes. 

Conclusions  générales  sur  les  réactions  chimiques  de  Taccumula- 
teur.  —  Si  l'on  fait  abstraction  de  toute  hypothèse  pour  ne  consi- 
dérer que  ce  qui  est  nettement  démontré  par  l'expérience,  on  peut 
conclure  des  différentes  études  chimiques  qui  viennent  d'être  ana- 
lysées que  les  matières  actives  de  l'accumulateur  au  plomb  sont 
incontestablement  le  plomb  spongieux  à  la  négative  et  le  peroxyde 
de  plomb  à  la  positive.  Il  n'est  pas  douteux,  d'autre  part,  que  ces 
matières  renferment  dans  leurs  pores,  à  la  fin  de  la  charge,  des 
petites  quantités  d'hydrogène  à  la  négative,  et  d'oxygène  à  la  posi- 
tive, et  que  cette  dernière,  en  outre,  peut  être  imprégnée,  dans  cer- 
taines conditions  du  moins,  de  traces  d'acide  persulfurique  et  d'eau 


76  LES  ACCUML'LATEL'RS  ÉLECTRIQUES 

oxygénée.  Ces  différentes  substances,  quoique  ne  prenant  pas  part 
aux  réactions  générales,  peuvent  néanmoins  servir,  comme  on  le 
verra  par  la  suite,  à  expliquer  certains  phénomènes  du  début  de 
la  décharge. 

A  la  fin  de  la  décharge,  il  est  unanimement  admis  actuellement 
que  la  matière  négative  est  constituée  par  du  sulfate  de  plomb  et  du 
plomb  spongieux  non  utilisé  et  que  la  quantité  de  sulfate  de  plomb 
formé  est  proportionnelle  à  Ih  quantité  d'électricité  débitée.  Y  a-t-il, 
comme  le  soutient  Darrieus,  sous-oxydation  du  plomb  Spongieux 
avant  sa  sulfatation  ?  Cela  paraît  peu  probable  d'après  les  expériences 
de  Mugdan.  Dans  les  chapitres  suivants,  cette  hypothèse  sera  d'ail- 
leurs soumise  encore  à  discussion. 

Un  autre  point  très  intéressant,  relatif  à  la  négative,  est  celui 
de  savoir  si  le  plomb  spongieux  qui  constitue  la  matière  active  doit 
être  regardé  comme  une  modification  allotropique  du  plomb  et  s'il 
jouit  de  propriétés  chimiques  différentes.  Une  seule  théorie  soutient 
cette  thèse,  celle  de  Darrieus.  Or  il  faut  bien  dire  que  la  seule  preuve 
expérimentale  apportée  par  cet  auteur  est,  comme  nous  le  verrons, 
l'affirmation  d'une  différence  entre  les  forces  électromotrices  don- 
nées par  les  cathodes  en  plomb  spongieux  et  en  plomb  ordinaire. 
Au  point  de  vue  chimique,  ce  n'est  pas  en  effet  la  rapidité  d'oxyda- 
tion du  plomb  spongieux  à  Tair  qui  peut  servir  de  preuve,  car  on 
connaît  quantité  de  corps  qui,  dans  un  état  de  grande  division,  sont 
capables  d'entrer  en  combinaison  chimique  beaucoup  plus  rapide- 
ment que  dans  leur  état  ordinaire,  tout  en  dégageant  les  mêmes 
quantités  de  chaleur  rapportées  à  l'unité  de  masse  engagée  dans 
la  réaction. 

Nous  examinerons  ce  point  dans  un  chapitre  suivant. 

A  la  positive,  il  est  certain  que  le  peroxyde  se  réduit  pendant 
la  décharge,  proportionnellement  aux  ampères-heures  débités,  et 
qu'il  se  forme  du  sulfate  de  plomb.  Quoiqu'il  soit  prouvé  qu'à  côté 
du  sulfate  de  plomb  il  existe  toujours  de  petites  quantités  d'oxyde 
inférieur  PbO,  il  n'en  est  pas  moins  vrai  que  les  études  les  plus 
minutieuses  indiquent,  pour  la  quantité  de  sulfate  de  plomb  formé, 
une  valeur  sinon  absolument  proportionnelle  à  la  quantité  d'électri- 
cité débitée,  du  moins  s'en  rapprochant  beaucoup. 

Sur  le  processus  de  la  charge,  si  les  principaux  travaux  chi- 
miques sont  d'accord  en  ce  qui  concerne  la  réduction  directe  du 
sulfate  de  plomb  en  plomb  spongieux  à  la  négative,  ils  n'expliquent 
pas  d'une  façon  irréfutable  la  transformation  du  sulfate  de  plomb  en 


THÉORIE  CHIMIQUE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  77 

peroxyde  à  la  positive.  L'hypothèse  de  Darrieus,  qui  suppose  que  la 
peroxydation  est  produite  par  action  de  Tacide  persulfurique  sur 
le  sulfate  de  plomb,  ne  résiste  pas  aux  expériences  directes  d'Elbs 
et  Schœnner  et  de  Mugdan.  La  théorie  d'Elbs,  qui  admet  la  forma- 
tion, pendant  la  charge,  d'un  persulfate  de  plomb  qui  se  décompose 
sous  l'action  de  Teau  en  peroxyde  et  acide  sulfurique,  est  assez  sédui- 
sante a  priori.  Pourtant  on  sait  maintenant  que  la  préparation  des 
persulfates,  et  entre  autres  de  celui  de  plomb,  exige  des  condi- 
tions qui  ne  sont  pas  celles  de  fonctionnement  de  Taccumulateur. 
Néanmoins  nous  discuterons  encore  cette  hypothèse  dans  les  cha- 
pitres suivants.  Quant  à  la  théorie  de  la  double  sulfatation  pure  et 
simple,  elle  n'explique  pas  jusqu'ici  la  transformation  du  sulfate  de 
plomb  en  peroxyde.  On  verra  dans  le  chapitre  «  théorie  osmotique  » 
différents  processus  qui  rendent  compte  de  cette  réaction. 


CHAPITRE  IV 
ÉTUDE  THBRMODTNAMIQUE  DE  L'AGGQMOLATEUR  AU  PLOHB 


On  a  vu  (p.  15)  que  la  force  électromotrice  d'un  couple  réversible 
peut  être  exprimée  mathématiquement  quand  on  connaît  les  quantités 
de  chaleur  dégagées  par  les  réactions  chimiques  (loi  de  Thomson) 
et  aussi  le  terme  correctif  dû  aux  actions  thermo-électriques  (loi 
d'Helmholtz).  La  loi  générale  s'exprime  par  Téquation  : 

23091a  "^      dT' 

Pour  être  exacte,  une  théorie  chimique  de  l'accumulateur  doit  être 
en  accord  avec  cette  loi.  Malheureusement  le  terme  W  n'a  pas 
encore  été  évalué  d*une  façon  très  précise,  et  on  verra  plus  loin  que, 
pour  la  même  réaction,  deux  auteurs  différents  donnent  des  quan- 
tités différentes  de  chaleur  dégagée.  Quant  au  terme  correctif,  il 
n'a  été  déterminé  que  récemment.  On  trouvera  plus  loin  cette  dé- 
termination. 

De  ce  côté  aussi,  il  règne  encore  quelque  incertitude. 

Les  différeptes  théories  et  la  loi  de  ThomsoiL.  —  C'est  d'abord  avec 
la  loi  de  Thomson  qu'on  a  essayé  d'accorder  les  différentes  théories 
émises.  Le  D'"Aron  *,  on  partant  de  ce  fait  que  la  force  électromotrice 
de  Télé  ment  Daniell  correspond  à  50.130  calories  et  que  la  force 
électromotrice  de  la  plie  secondaire  est  égale  à  1,78  daniell,  en 
déduit  pour  celle-ci  un  dégagement  de  89.230  calories. 

Si  on  appelle  xeiy  les  quantités  de  chaleur  dégagées  respective- 
ment par  la  négative  et  par  la  positive,  on  a  ainsi  : 

X  -^y  =  89.230. 
1.  Conférence  à  la  Société  électrotechnique  de  Berlin,  1883. 


ÉTUDK  THERMODYNAMIQUE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  79 

En  remplaçant  la  négative  par  une  plaque  de  cuivre,  on  obtient 
1,31  daniell,  soit  65.670  calories. 

Comme,  dans  ce  cas,  il  y  a  production  de  sulfate  de  cuivre, dont  la 
chaleur  de  formation  est  55.960  calories,  d'après  Thomsen,  on  peut 
en  conclure  que  le  dégagement  de  chaleur  dû  à  la  positive  est 
égal  à  : 

y  =  65.670  —  55.960  =  9.710  calories. 

Dans  l'accumulateur  au  plomb,  le  dégagement  de  chaleur  prove- 
nant de  la  négative  doit  donc  être  : 

X  =z  89.230  —  9.710  =  79.520  calories. 

D'après  les  données  de  Thomsen,  la  formation  du  sulfate  de 
plomb,  en  partant  du  plomb,  correspond  à  un  dégagement  de 
73.800  calories.  Celte  valeur  étant  voisine  de  celle  calculée  a-,  on 
peut  en  conclure  qu'il  y  a  bien  transformation  du  plomb  en  sulfate 
de  plomb  pendant  la  décharge,  à  la  négative. 

Dans  son  Étude  thermochimique  sur  les  accumulateurs^  Tschelt- 
zow^  donne  les  résultats  de  ses  déterminations  sur  la  chaleur  de 
formation  du  peroxyde  de  plomb. 

Les  deux  méthodes  employées  furent  :  Faction  de  Tazotate  mer- 
cureux  en  solution  azotique  étendue  sur  le  peroxyde  de  plomb  et 
Taction  sur  celui-ci  de  Tanhydride  sulfureux. 

Les  chiffres  obtenus  d'après  les  deux  équations 

Pb02  +  SO^  gaz  =:  PbSO»  +  82.600  calories 
et 

PbO«  -f  2HgAz03  +  4Az03H  = 

Pb(Az03)2  +  2Hg{Az03)2  +  2H20  +  31.800  calories 

donnent  pour  la  réaction  : 

PbO  solide  (223  gr.)  +  G  gaz  (16  gr.)  =  PbO^  solide  (239  gr.). 

Premier    procédé  +  12.070  calories. 

Deuxième      —       +  12.210 

Moyenne  +12.140  vers  W  C. 


1.  Note  présentée  à  l'Académie  des  Sciences  par  M.  Berthelot,  le  S  juin  1885  ; 
Lumière  électrique^  t.  XVI,  p.  576. 


80  LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Appliquant  ensuite  la  loi  de  Thomson,  Tscheltzow  fait  les  quatre 
hypothèses  suivantes  : 

1*^  PbO^  réduit  en  Pb  par  Thydrogène  du  pôle  négatif.  La  chaleur 
dégagée  est  : 

-f  (Ha,0)  —  \  {PbO,0)  —  \  (Pb,0)  =  +  37.200  calories, 

d'où  : 

E=0,81  volt. 

2**  PbO^  transformé  en  PbSO*.  —  Chaleur  dégagée  : 

+  (H2,0)  +  (PbO,HaSO«aq.)  —  (PbO,0)  =  +  81.500  calories, 

d'où  : 

E=:  1,77  volt. 

3**  Pb  négatif  transformé  en  sulfate,  et  PbO-  en  Pb.  —  Chaleur 
dégagée  : 

-  (Ha,0)  +  (Pb,0)  +  (PbO,SO«H2  Aq.)  -  |  (PbO,0)  -  |  (Pb,0)  +  (^,0) 

=  44.300  calories, 
d'où: 

E  =  0,96  volt. 

4°  Sulfatation  des  deux  électrodes.  —  Chaleur  dégagée  : 

-  ( H2,0)  +  (Pb,0)  +  (PbO,H2SO  s  aq.)  -  (PbO,0)  +  (Ha,0)  +  (PbO,H2SO*  aq.) 

=  +  88.600  cal., 

d'où  : 

E  =  1,92  volt. 

La  mesure  directe  donnant  1,9  à  2  volts,  celte  dernière  réaction 
doit  être  considérée  comme  la  plus  probable,  et  l'auteur  en  conclut 
que  la  théorie  de  la  double  sulfatation  est  exacte. 

Drzewiecki,  appliquant  sa  théorie  (voir  p.  46),  calcule  aussi  les  cha- 
leurs de  formation  pour  une  seule  des  chaînes  :  H^O^  se  scindant 
en  H^  et  O*  absorbe  —  23.700  calories,  H*-*  s'unissant  à  O  dégage 
4-  34.600  calories,  l'oxydation  de  Pb  en  PbO  donne  -|- 25.500  calories, 
et  la  sulfatation  de  PbO  donne  -f-  10.700  calories,  soit  en  tout  47.000 
calories,  correspondant,  d'après  la  loi  dç  Thomson,  à  2,04  volts, 
valeur  qu'il  estime  voisine  de  la  réalité. 

En  admettant  la  dojble  sulfatation  et  en  appliquant  la  loi  de 
Thomson,  Gladstone  et  Ilibbert  ont  trouvé,  pour  la  force  électromo- 


ÉTUDE  THBRMOnyMANIQUE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


81 


triée  calcalée,  la  valeur  ^,627  volts  pour  Tacide  H^SO^  pur,  alors 
que  la  détermination  pratique  leur  adonné  2,607  volts. 

En  prenant  de  Teau,  ils  obtinrent  par  le  calcul  1,33  volt  etparTex^ 
périence  1,36  volt. 

Pour  les  concentrations  intermédiaires,  la  concordance  n'était  pas 
aussi  grande  jusque  6  0/0  d'acide  ;  à  ce  point,  la  valeur  théorique 
était  1,901  volt,  la  valeur  expérimentale  1,89  volt. 

Darrieus,  faisant  application  de  la  loi  de  Thomson,  trouve  les 
valeurs  suivantes  pour  la  force  électromotrice  initiale  (celle  due  au^ 
coup  de  fouet),  en  admettant  la  formation  de  Tacide  persulfurique  à 
la  positive  et  à  la  négative,  soit  la  combinaison  de  Thydrogène, 
soit  celle  du  plomb  spongieux. 


TABLEAU    19 


Chaleur  de  formation  d'an  équivalent  d'eau 

Chaleur  de  formation  d'un  équivalent  de  sulfate 

de  plomb 

Décomposition  de  Tacide  persulfurique  (corps 

exothermique) 


Total. 


Force  électromotrice  correspondante,  d'après  la 
loi  de  Thomson 


PÉGAGEMENT  DE  CHALEUR 


1"  Cas 


calories 

34.500 


13.200 


47.700 


2,07  volts 


2*  Cas 


calories 

36.200 
13.200 


49.400 


2,15  volts 


Darrieus  conclut  à  un  accord  suffisant  avec  la  force  électro- 
motrice mesurée  2,24  volts,  la  petite  différence  provenant,  d'après 
lui,  du  terme  correctif  d'Helmholtz,  additif,  puisque  l'accumulateur 
se  refroidit  pendant  la  décharge. 

Darrieus  applique  ensuite  la  loi  de  Thomson  à  la  partie  la  plus 
importante  de  la  décharge,  en  supposant,  d'après  sa  théorie,  que 
nous  avons  examinée  antérieurement,  que  la  négative  seule  se  sul- 
fate, la  positive  se  réduisant  seulement  de  l'état  de  peroxyde  à  celui 
d'oxyde  inférieur. 


2  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

En  faisant  le  calcul  pour  différentes  négatives,  il  trouve  : 

TABLEAU   20 


COUPLES 
dani 

l'acide  fiOLFURIQDE 

FORCE  ÉLECTROMOTRICB 

calculée 
d'après  la  loi  db  tbomsoii 

FORCE  fiLECTROMOTRICE 

MBSCRÉB 

PbO>    Zn 

PbO>    Fe 

PbO»    Cu 

PbOa  1  Pb  ordinaire 

volU 

2,13 
1,77 
1,07 
1,32 

TOltS 

2,30 
1,97 
1.25 
1,60 

et  il  en  conclut  que  Taccord  est  suffisant,  tous  les  couples  ayant 
sensiblement  le  même  terme  correctif. 

La  force  électromotrice  i  ,60  volt  a  été  mesurée  ici  avec  une  lame 
de  plomb  ordinaire.  En  remplaçant  cette  plaque  par  une  négative 
en  plomb  spongieux,  Darrieus  trouve  1,93  volt.  U  explique  cette 
différence  en  admettant  un  état  allotropique  du  plomb,  comme 
Schutzemberger  Pavait  déjà  constaté  sur  le  cuivre,  Targent  et  le 
plomb,  et  Gore  sur  Pantimoine  ;  ces  corps,  dans  un  état  moléculaire 
spécial,  dégageant  de  la  chaleur  en  passant  à  Pétat  ordinaire. 

D'après  Darrieus,  par  conséquent,  le  plomb  ordinaire  et  le  plomb 
spongieux  dégageraient  des  quantités  de  chaleur  différentes  et 
auraient  par  suite  des  forces  électromotrices  différentes  également  * . 

Comme  autre  preuve  d'une  modification  allotropique  du  plomb, 
Darrieus  applique  la  loi  de  Thomson  au  couple  plomb  spongieux^ 
acide  sulfurique,  acide  antimonique.  Comme  il  admet  dans  ce  cas  la 
réduction  de  Pacide  antimonique  en  oxyde  antimonieux  à  la  déchargée, 
il  calcule  ainsi  les  chaleurs  dégagées  : 

Chaleur  de  formation  d'un  équivalent  de  sulfate  de  plomb    36.200  calories 
Décomposition  de  l'acide  antimonique  et  réduction  en 
oxyde  antimonieux 30.700        — 

Différence 5.500 


1.  On  verra  plus  loin  qu'il  n'en  est  pas  ainsi.  Cependant,  même  en  admettant 
cette  supposition,  comment  pourrait-on  alors  expliquer  que,  pour  la  force  électro- 
motrice  initiale  (due  au  coup  de  fouet),  la  loi  de  Thomson  donne  une  valeur 
voisine  de  celle  qu'indique  la  mesure,  alors  qu'on  prend  comme  chaleur  de  sul- 
fatation  celle  du  plomb  ordinaire  ? 


ÉTUDE  THERMODYMANIQUE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  83 

La  force  électromotrice  correspondante  serait,  diaprés  la  loi  de 

ThomsoD, 

E  =0.24  volt  <. 

Or  h  mesure  directe  donnant  0,72  volt,  la  différence 

0,72  —  0,24  =  0.48  volt, 

à  peu  près  égalé  à  celle  qui  existe  entre  la  force  électromotrice  de 
Vaccumulateur  au  plomb  mesurée  et  celle  calculée  d'après  la  loi  de 
Thomson  (en  supposant  réduction  simple  du  peroxyde  en  oxyde  infé- 
rieur), représenterait,  d'après  Darrieus,  le  dégagement  de  chaleur 
pour  le  passage  de  la  modification  allotropique  du  plomb  spongieux 
en  plomb  ordinaire. 

Cette  modification  allotropique  serait  du  même  ordre  de  grandeur 
que  celle  du  cuivre.  C'est  ainsi  qu'en  remplaçant  dans  l'accumulateur 
au  plomb  la  négative  en  plomb  spongieux  par  une  négative  en  cuivre 
spongieux  provenant  de  la  réduction  par  le  zinc  de  pastilles  de 
chlorure  cuivreux  fondu,  Darrieus  obtient  la  force  électromotrice 
1,68  volt',  tandis  que  le  cuivre -ordinaire  lui  donne,  comme  on  a  vu 
plus  haut,  la  valeur  1,25  volt.  La  différence 

1.68—  1,25  =0,43  volt, 

roisine  de  celle  relative  au  plomb,  se  rapporterait  aux  deux  états 
di/férents  du  cuivre. 

Fr.  Streintz  ^  a  déterminé  également  la  chaleur  de  formation  du 
sulfate  de  plomb  en  partant  du  peroxyde.  Il  mesura  pour  cela  la 
chaleur  dégagée  par  Faction  de  l'acide  sulfureux  sur  le  peroxyde,  et 
il  trouva  : 

PbO»  +  H^SO^  aq.  =  PbSO*  +  aq.  +  76.700  G. 

Comme  on  a  d'autre  part,  d'après  Thomsen  {Thermochemische 
l^ntersuchungen)y 

H2S03  aq.  +  0  =  H2S0^  aq.  +  63600  G 

1.  Dans  le  dernier  chapitre^  où  nous  retrouverons  l'étude  de  ce  couple,  nous 
verrons  que  le  calcul  donne,  en  supposant  les  réactions  signalées  par  Darrieus, 
K—  0,90  volt,  valeur  incompatible  avec  les  conclusions  actuelles  de  cet  auteur. 

2.  Pftisons  remarquer  ici  qu'une  force  électromotrice  aussi  élevée  n'a  jamais  été 
trouvée  par  aucun  autre  auteur,  pour  le  couple  cuivre  réduit-acide  suirurique- 
peroxydc  de  plomb.  On  verra  dans  le  chapitre  réservé  aux  accumulateurs  autres 
que  l'acrumulateur  au  plomb  que  la  force  électromotrice  admise  est  voisine  de 
1.23  volt,  valeur  identique  à  celle  que  donne  le  cuivre  ordinaire. 

3.  Wied.  Ann.,  t.  LUI,  p.  698;  1894. 


84  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

la  chaleur  dégagée  par  la  réaction  chimique  à  la  positive  est^  d'après 
Streiotz, 

PbO»  —  0  +  H»SO»  aq.  =  PbSO»  +  aq.  +  13.iOO  C.        ({] 

En  prenant  les  valeurs  déterminées  par  Thomsen  pour  la  chaleur 
dégagée  à  la  négative,  on  a  : 

Pb  +  0  +  Hî»SO«  aq.  =  PbSO»  +  aq.  +  73.700  C.         (2) 

La  somme  des  équations  (i),  (SS)  donne  pour  la  quantité  totale  de 
chaleur  dégagée  dans  Taccumulateur,  par  suite  des  réactions  chi- 
miques correspondantes  à  la  double  sulfatation, 

Pb02  +  Pb  +  2H«S0»  aq.  =  2PbS0«  +  aq.  +  86.800  C, 

au  lieu  de  88.600,  d'après  Tscheltzow. 
La  force  électromotrice  prend  ainsi,  d'après  Streintz,  la  valeur  : 

1,88  volt, 


23091  .  2 


très  voisine,  comme  on  le  verra  plus  loin,  de  celle  mesurée,  si  on 
considère  que  les  données  thermochimiques  de  Thomsen  se  rap- 
portent à  de  l'acide  sulfurique  très  étendu  (i  molécule  H*SO*et 
environ  400  molécules  H^O). 

Le  coefficient  de  température  de  raocnmnlatenr  au  plomb.  — 
Nous  avons  vu  que  la  loi  de  Thomson  n'est  pas  rigoureuse  et  qu'indé- 
pendamment des  quantités  de  chaleur  dégagées  par  les  réactions 
chimiques,  il  y  a  lieu  de  tenir  compte  du  terme  correctif  d'Hclm- 

dE 
holtz  T  -pT.  dans  le  calcul  de  la  force  électromotrice  réelle. 
«1 

Après  l'étude  des  quantités  de  chaleur  dégagées  par  les  réactions 

chimiques   dont  est  le  siège  l'accumulateur  au  plomb,  il  convient 

donc  d'examiner  le  coefficient  de  température  ^• 

Les  premières  recherches  sur  cette  question  furent  faites  par 
G.  Meyer*,  qui  trouva  la  force  électromotrice  indépendante  de  la 
température  pour  les  concentrations  12,3,  27,8  et  45  0/0  H*SO*. 

Plus  tard,  F.  Streintz  ^  a  conclu  d'un  grand  nombre  d'expériences 

1.  Wied.  Ann..  t.  XXXlll,  p.  278  ;  1888. 

2.  Wietl.  i4«/i.,  l.  XLVI,  p.  499  ;  1892. 


ÉTUDE  THERMODYNAiUQUE  DE  L'ACCUMUI-ATEUR  AU   PLOMB  85 

que  le  coefficient  de  température  était  très  petit,  mais  estimable,  et 
que  sa  valeur,  toujours  positive,  pouvait  être  représentée,  pour  des 
densités  d'acide  comprises  entre  i,i44  et  1,173,  par  Téquation  : 

^  =  357  10-«  —  0,64  (E  —  4,998)2. 

La  valeur  maxima  atteinte  pour  la  densité  1,16  (22  0/0  SO^H^) 
éUit  égale  à  3,41 .  10-^ 
Les  résultats  de  Streintz  sont  consignés  dans  le  tableau  suivant  : 

TABLEAU   21 


FORCE  ÉLECTROMOTRICE 
KKsnnÉB 

10«  —  mesuré 

10«  ~  Calculé 
oT 

1,9223 

140 

_ 

1,9828 

228 

213 

1,9860 

274 

265 

1,9920 

333 

335 

2,0031 

335 

341 

2,0072 

312 

305 

2,0084 

285 

293 

2,0090 

279 

280 

2,0105 

255 

265 

2,0779 

130 

— 

2,2070 

73 

""~ 

I>a  première  colonne  donne  les  valeurs  des  forces  électromotrices 
mesurées  de  10  en  10^  ;  la  troisième  colonne  se  rapporte  aux  coeffi- 
cients calculés  d'après  la  formule  empirique  ci -dessus. 

Streintz  en  déduisait  qu'entre  10  et  70^  le  coefficient  de  tempéra- 
ture était  indépendant  de  la  température. 

La  valeur  positive  du  coefficient  de  température  fut  mise  en  évi- 
dence par  rabaissement  de  température  en  décharge. 

Dans  une  série  d'expériences,  Duncan  et  Wiegand  ^  comparèrent 
l'élévation  de  température  d'un  élément  en  charge  et  en  décharge, 
avec  celle  qui  résulterait  de  la  quantité  de  chaleur  fournie  par  le 
passage  de  l'intensité  I  dans  l'appareil  ayant  une  résistance  inté- 
rieure R. 


1.  Lumière  électrique,  t.  XXXIV,  p.  339;  —  Transactions  of  Ihe  American  Insli- 
tute.i.  VI,  p.  217. 


86 


LES  ACCrMUIATErRS  ÉLECTRIQUES 


La  température  calculée  étant  4**  C,  ils  trouvèrent  3*, 75  C.  à  la 
décharge  et  6*  C.  à  la  charge. 

Ils  constatèrent  également  qu'à  la  décharge  la  perte  de  chaleur 
augmente  rapidement,  quand  la  force  électromotrice  s'abaisse  ^  ainsi 
qu'il  résulte  du  tableau  suivant  : 

TABLEAU   22 


AMPÉRES-HEURES 

AUGMENTATION 

DE  TEMPÉRATURE 

AUGMENTATION 

oiCRARGÉS 

par  ampère-heure 

TOTALE 

10 

0,012 

20 

0,01 

30 

0,008 

40 

0,015 

50 

0,03 

(  abaissement  de 

60  ]         la  force 

0,05 

2,03 

(    éleclromolrice 

70 

0,12 

77 

0,30 

3,75 

Dolezalek  *  a  récemment  calculé  le  coefficient  de  température 
d'après  la  théorie  et  en  a  recherché  les  variations  : 

En  appelant  E  la  force  électromotrice,  et  U  la  chaleur  de  réaction <, 
on  sait  que  : 

23073  "^     dT' 
ce  qui  donne  pour  le  coefficient  de  température  : 


dE 
dT 


E 
T 


U 


23073T 


(1) 


D'autre  part,  on  verra  plus  loin  (p.  136  de  ce  Traité)  qu'en  consi- 
dérant un  cycle  isotherme  de  vaporisation  et  en  appliquant  les  lois 
de  la  thermodynamique,  la  force  électromotrice  à  18*  C.  pour  une 
concentration  faible  c  (en  molécules-grammes  par  litre)  peut  être 
représentée  simplement  par  : 

E=  1,92  +  0,15  loge. 


1.  Nous  verrons  plus  tard  qu'il  y  a  à  ce  moment  augmentation  de  la  résistance 
iatérieure,  ce  qui  explique  l'augmentation  de  température  obtenue  ici. 

2.  Eclairage  électrif/uCy  t.    XXV,   p.  49;   —  Zeitschrift  f.  Elek  troc  hernie    du 
S 9  avril  1900. 


ÉTUDK  THERMODYNAMIQUE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 

En  portant  dans  Féquation  (1)  et  en  faisant  : 

T  =  291  (180  C), 
dE 


87 


on  obtient  pour  -^  en  millivolts  par  degré  : 


Fio.  H.  —  Courbe  du  coefficient  de  température. 


^  =  0,52logc  +  Cf. 


Cette  équation,  qui  n'est  valable  que  pour  les  faibles  concentrations 
de  c  =  0,1  à  c  =  0,0005,  montre  que,  pour  les  solutions  plus  éten- 
dues que  celles  employées  par  Streintz  dans  ses  recherches,  le  coef- 
ficient de  température  ^  g 
doit  tomber  rapidement  d  T 
àO  et  même  devenir  né- 
gatif. 

Alin  de  vérifier  expé- 
rimentalement  ce  fait, 
Dolezalek  a  poursuivi  les 
recherches  de  Streintz 
et  a  étendu  les  mesures 
'a  toutes  les  concentra- 
lions  possibles.  Dans  ce 
but,  un  petit  élément  en  matières  chimiquement  pures  était  rempli 
d'acide  à  différentes  concentrations  et  la  force  électromotrice  était 
mesurée  à  0  et  24*^0.  ;  avant  d'obtenir  pour  celle-ci  une  valeur  cons- 
tante, l'élément  devait  rester  six  heures  à  la  température  considérée. 
Pour  éliminer  Terreur  due  aux  actions  locales,  l'acide   était  titré 
après  chaque  mesure  et  on  corrigeait  les  mesures  à  l'aide  du  coeffi- 
cient d'acide  exactement  connu. 

U  courbe  de  la  figure  i  1 ,  qui  exprime  les  résultats  obtenus,  montre 
bien  que  le  coefficient  de  température  prend  une  valeur  tantôt  posi- 
tive, tantôt  négative,  selon  la  densité  de  l'acide. 

Le  maximum  de  ce  coefficient  a  lieu  pour  c  =  2,  soit  196  grammes 
H'SO*  par  litre  ou  densité  1,125,  ce  qui  concorde  assez  bien  avec 
les  expériences  de  Streintz. 
Pour  la  concentration 

c  =  0,7  mol.-gr.  H'^SO'  par  litre, 
*a  force  électromotrice  devient  indépendante  de  la  température,  et 


88 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


pour  les  concentrations  plus  faibles,  le  coefficient  devient  négatif. 

D'après  Dolezalek,  si  les  valeurs  obtenues  ici  sont  en  partie  plus 
grandes  que  celles  données  par  Streintz,  c'est  que  ce  dernier  faisait 
les  mesures  immédiatement  après  réchauffement  au  lieu  d'attendre 
la  constance  de  la  force  électromotrice. 

En  calculant  par  la  formule  ci-dessus  la  variation  du  coefficient 
de  température,  on  obtient  la  courbe  pointillée  de  la  figure  il.  Le 
maximum  est  le  même  que  celui  mesuré  ;  mais  les  valeurs  calculées 
baissent  plus  lentement  que  celles  données  par  expérience. 

Le  coefficient  de  température  peut  également  être  calculé  d'après 
le  dégagement  de  chaleur  de  l'accumulateur  fonctionnant,  ce  qu'on 
appelle  sa  chaleur  secondaire.  Pour  déterminer  expérimentalement 
celle-ci,  Streintz  a  mesuré  dans  un  calorimètre  à  glace  les  quantités 
de  chaleur  ^'et  ^dégagées  pendant  la  charge  et  la  décharge  par  un 
petit  accumulateur.  En  appelant  S  la  force  électromotrice  qui  corres- 
pond à  la  chaleur  secondaire,  r  la  résistance  intérieure  de  l'élément, 
et  t  l'intensité,  on  a  évidemment  : 

qz=  rfl  -^  Si  et  q'  =  rfl  +  Si, 

d'où  on  déduit  en  faisant  i  très  petit  : 


S  =  ^.(ç' 


qh 


On  a,  d'autre  part,  d'après  la  formule  d'Helmholtz, 


S  =  T 


(fr 


Le  tableau  suivant  montre  la  concordance  des  valeurs  observées 
d'après  les  chaleurs  q  et  q'  et  des  valeurs  calculées  à  l'aide  du  coef- 
ficient de  température. 

TABLEAU  23 


DENSITÉ 


DE    L  ACIDE 


4,455 
1,153 
1,237 


FORCE 

ÉLEC- 
TROMOTRICE 
EM    VOLTS 


4,99 
1,99 
2,07 


INTENSITÉ 

EK  AMPÈRES 


CHALEUR   DÉGAGÉE 

EN    WATT-BEC. 


Décharge 
9 


0,100 

0,0678 
0,0729 


0,0040 

0,00459 

0,00547 


Charge 


0,0228 
0,0437 
0,01225 


DURÉE  DE 
L'ESSAI 

EN  liniCTfCS 


64 

420 

60 


CHALEUR  SECONDAIRE 

EN    WATT-SEC. 


Mesurée 


0,094 
0,089 
0,046 


Calculée 


0,089 
0,086 
0,044 


ÉTUDE  THERMODYNAMIQUE  DE"  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  89 

hversement,  on  peut  déduire  le  coefficient  de  température  de  la 
Mesure  de  la  chaleur  secondaire.  On  trouve  ainsi  les  valeurs  sui- 
vantes, d'après  les  mesures  de  Streintz  et  de  Dolezalek. 

TABLEAU  24 


DENSITÉ 

DB      L*AriDE 

CHALEUR 

SECOIIDAIRB 

walt-iec. 

rfT 

mi lli volts  par 

Jeçré 

CALCULÉ 

MES 

Slreînlz 

Dolezâlek 

4,155 
4,453 
4,237 

0,094 
0,089 
0,046 

0,35 
0,32 
0,17 

0,33 
0,32 
0,45 

0,36 
0,37 
0,25 

Ces  valeurs  sont  peu  concordantes, 
faibles  que  celles  de  Dolezalek,  se  rap- 
prochent davantage  des  valeurs  cal- 
culées. 

Streintz  avait  trouvé,  comme  on  a 
vu  plus  haut,  que  la  force  électromo- 
trice est  une  fonction  linéaire  de  la 
température  pour  des  concentrations 
assez  élevées.  Dolezalek  trouve  la 
même  loi  pour  les  solutions  très  éten- 
dnes.  Avec  la  concentration  0,0005 
normale,  il  obtient  la  courbe  {fig.  12). 


Celles   de    Streintz,    plus 


l^ 


^a 


:S 


ûj 


0,1 


\ 

N 

\ 

\^ 

S 

\^ 

> 

V 

> 

\ 

to^ 

i 

ifi 

i 

Iff 

7 

ofc 

FiG.  42.  —  Courbe  de  variation 
de  la  force  électromotrice  avec 
la  température. 


Cette  courbe  très  intéressante  montre  que,  par  remploi  de  solutions 
très  étendues,  raccumulateur  peut  fonctionner  très  efficacement  comme 
élément  thermoélectrique.  Il  suffit  de  mettre  en  opposition  deux  batteries 
de  tels  éléments,  de  maintenir  l'une  à  40°  C.  et  Tautre  à  80°  G.  environ 
pour  obtenir  une  force  électromotrice  de  0,6  volt  par  élément.  Dans  le 
fonctionnement,  la  batterie  froide  se  décharge  et  Tautre  se  charge. 

Cette  propriété  de  raccuraulateur,  quoique  curieuse,  est  d'ailleurs  sans 
intérêt  pratique. 

I^es  mesures  de  Dolezalek  montrent  que  la  loi  de  Thomson  est 
rigoureusement  applicable  à  Taccumulateur  dans  le  cas  d^une  con- 
centration d'acide  de  0,7  molécule-gramme  H^SO*  par  litre,  ce  qui 


90  UKS  ACCUMULATKURS  ÉLECTRIQUES 

correspond  à   la  densilé  1,044,   la   température    étant   15^  C,  ou 
encore  à  la  concentration  1  mol.-gr.  H^SO*  pour  78  mol.-gr.  H*0. 
On  a  vu  en  effet  qu  en  ce  point 

ciE 

dT  =  ^- 

On  conçoit  Timportance  théorique  de  la  détermination  exacte  de 
la  force  électromotrice  relative  à  ce  point,  d'après  les  données  ther- 
mochimiques. 

Celte  détermination  peut  se  faire  en  partant  des  valeurs  précé- 
demment obtenues  et  relatives  à  la  concentration  1  molécule  H^SO* 
pour  400  molécules  H^O,  si  on  connaît  dans  chaque  cas  la  variation 
d'énergie  chimique  due  à  la  substitution  de  IH^SO*  par  iH*0. 

On  verra  plus  loin  comment  ce  calcul  peut  être  fait  d'après  les 
formules  empiriques  de  Thomsen  et  Pflaundler. 

Dans  rhypothèse  de  la  double  sulfatation,  on  trouve  ainsi  qu'il 
faut  ajouter  0,028  volt  à  la  force  électromotrice  précédemment 
calculée  pour  avoir  celle  relative  à  l'acide  de  densité  1,044. 

Au  point  où  le  coefficient  de  température  est  nul,  à  la  densité  1 ,044, 
la  force  électromotrice  calculée  est  donc  égaie  à  : 

1,92  +  0,028  =  1,948  volt  (Tscheltzow) 
ou 

1,88  +  0,028  =:  1,908  volt  (Streintz). 

Comme,  en  pratique,  les  valeurs  observées  par  différents  auteurs 
varient  de  1,87  à  1,90  volt,  on  peut  en  déduire  un  accord  suffisant 
entre  le  calcul  et  l'expérience,  surtout  si  on  remarque  que  les  quan- 
tités de  chaleur  dégagées  par  les  réactions  chimiques  ne  peuvent 
pas  être  déterminées  avec  une  grande  précision. 

La  théorie  thermodynamique  nous  apprend  que  la  force  électro- 
motrice  de  Taccumulateur  doit  être  variable  avec  la  concentration 
de  l'acide,  pour  deux  raisons:  1°  variation  du  terme  de  la  loi  de 
Thomson,  par  suite  des  chaleurs  différentes  d'hydratation  de  Tacide 
sulfurique;  2^  variation  du  terme  correctif  d'Helmholtz  avec  la  con- 
centration de  l'acide,  comme  il  résulte  des  travaux  de  Dolezalek. 
Nous  étudierons  ces  variations  dans  un  chapitre  suivant. 

Discussion  des  différentes  théories  au  point  de   vue  thermody- 


ÉTUDE  THERMODYNAMIQUE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  91 

namiqae.  —  Si  nous  laissons  de  côté  la  théorie  de  Drzewiecki,  qui 
n^est  pas  en  accord  avec  les  réactions  chimiques,  il  ne  reste  en  pré- 
sence que  la  théorie  de  Darrieus  et  celle  de  la  double  sûlfatation.  On 
vient  de  voir  que  l'application  de  la  loi  de  Thomson  à  cette  der- 
nière, dans  le  cas  où  le  terme  correctif  d'Helmholtz  est  nul,  conduit 
k  une  valeur  de  la  force  électromotrice  calculée  très  voisine  de  la 
force  électromotrice  mesurée. 

Il  n'en  est  pas  ainsi  avec  la  théorie  de  Darrieus.  Cet  auteur  fait 
d'abord  entrer  en  ligne  décompte  la  chaleur  de  sulfatation  du  plomb 
à  la  négative,  ce  qui  n'est  pas  permis  lorsqu'on  fait  la  supposition 
d'une  sous-oxydation  du  plomb  suivie  de  sulfatation  par  action 
secondaire  sur  Tacide  sulfurique.  Dans  ce  cas,  en  effet,  on  n'a  le 
droit  de  considérer,  comme  chaleur  transformable  en  énergie  élec- 
trique, d'après  la  loi  de  Thomson,  que  la  chaleur  de  sous-oxydation^ 
beaucoup  plus  faible  que  la  première.  Or,  même  en  faisant  interve- 
nir, la  chaleur  de  sulfatation  de  la  négative,  Darrieus  ne  peut  obte- 
nir d'après  la  loi  de  Thomson,  que  1,32  volt  en  admettant  à  la  posi- 
tive la  réduction  pure  et  simple  du  peroxyde  en  oxyde  inférieur. 
Cette  valeur  est  beaucoup  plus  faible  que  ce  qu'indique  la  mesure 
directe.  Pour  l'expliquer,  Darrieus  admet  que  le  plomb  spongieux, 
état  allotropique  du  plomb  ordinaire,  dégage  par  sa  sulfatation  une 
quantité  de  chaleur  plus  grande  que  celle  due  au  plomb  ordinaire. 
S'il  en  était  ainsi,  la  force  électromotrice  d'un  même  accumulateur 
serait  variable,  selon  qu'on  emploierait  une  cathode  en  plomb  spon- 
gieux ou  en  plomb  ordinaire. 

L'expérience  montre  qu'il  n'en  est  pas  ainsi  lorsqu'on  a  soin  de 
choisir  du  plomb  ordinaire  fraîchement  gratté,  et  de  faire  immé- 
diatement, avant  la  sulfatation  de  celui-ci,  la  mesure  de  la  force 
éleciromotrice. 

Nous  avons  déterminé  celle-ci,  d'une  part,  en  employant  une 
cathode  constituée  par  une  plaque  négative  -ordinaire  en  plomb 
spongieux  chargée,  et,  d'autre  part,  cnutilisant  comme  cathode  un  fil 
de  plomb  fraîchement  gratté.  Dans  les  deux  cas,  l'anode  était  la 
même,  c'était  une  plaque  positive  PbO^,  et  Télectrolyte  était  de 
Tacide  sulfurique  de  concentration  25®  B. 

La  mesure  nous  a  donné  exactement  la  même  force  électromo- 
Irice,  2  volts,  dans  les  deux  cas.  Prenant  ensuite  la  différence  de 
potentiel  entre  le  plomb  spongieux  et  le  plomb  ordinaire  dans  le 
précédent  électrolyte,  nous  avons  obtenu  0,000  volt  au  début.  Cette 
différence  de  potentiel  n'augmentait  ensuite,  comme  l'indique  le 


92 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


tableau  ci-dessous,  que  par  suite  de  la  sulfatation  superficielle  du 
plomb  ordinaire, 

TABLEAU   25 


TEMPS 

DIFFÉRENCE 

TEMPS 

DIFFÉRENCE 

TEMPS 

DIFFÉRENCE 

DBP0I8  LE  DÉBUT 

DE  POTBIfTIBL 

DEPt'ISLE  DÉBUT 

DE  POTERTIEL 

DE  POTENTIEL 

en  heures 

en  volU 

en  heures 

en  ToUs 

eo  heures 

en  volts 

0 

0,000 

11 

0,018 

22 

0,535 

1 

0.006 

12 

0,018 

23 

0,535 

2 

0,009 

13 

0,018 

24 

0,530 

3 

0,009 

14 

0,035 

25 

0,525 

4 

0,010 

15 

0,050 

26 

0,525 

5 

0,010 

16 

0,090 

27 

0,525 

6 

0,015 

17 

0,180 

28 

0,525 

7 

0,015 

18 

0,270 

29 

0,525 

8 

0,015 

19 

0,450 

30 

0,525 

9 

0,015 

20 

0,548 

31 

0,525 

40 

0,017 

21 

0,535 

32 

0,525 

L'augmentation  est,  comme  on  voit,  assez  brusque,  etladifTérence 
de  potentiel  reste  ensuite  constante  et  comprise  entre  0,52  et  0,53 
volt  pendant  de  nombreux  jours;  le  plomb  spongieux  constitue  alors 
la  cathode  du  couple,  et  le  plomb  ordinaire,  sulfaté  superficiellement, 
en  est  Tanode.  On  retrouve  ainsi  sensiblement  les  valeurs  obtenues 
par  Darrieus,  mais  seulement  lorsque  le  plomb  ordinaire  est  sulfaté. 

L'étude  thermodynamique  de  Taccumulateur  au  plomb  montre 
que  c'est  la  double  sulfatation  qui  s'accorde  le  mieux  avec  la 
théorie. 

Nous  allons  étudier  maintenant  l'accumulateur  à  un  troisième 
point  de  vue,  en  nous  plaçant  sur  le  domaine  de  la  théorie  si 
féconde  des  ions: 


CHAPITRE  V 

L'AGcmniUTEnR  au  plokb  et  u  théorie  des  ions 


Tension  de  dissolution.  —  On  sait  que,  lorsqu'on  plonge  un  métal 
quelconque  dans  un  électrolyte,  entre  ces  deux  corps  métal  et  élec- 
Irolyte  il  existe  une  différence  de  potentiel.  Si  celle-ci  tend  à  pro- 
duire un  courant  de  tel  sens  que  le  métal  passe  dans  Télectrolyte,  on 
peut  considérer  que  ce  métal,  tout  comme  un  sel  soluble,  a  une  ten- 
dance à  entrer  en  dissolution  à  Tétat  d'ions.  C'est  cette  propriété  du 
métal  que  Nernst  appelle  «  la  tension  de  dissolution  électroly- 
tique  i>. 

Mais,  en  même  temps  que  s'exerce  cette  tension  de  dissolution, 
agit,  en  sens  opposé,  la  pression  osmotique  qui  tend  à  précipiter  sur 
le  métal  les  ions  métalliques  dissous.  Dans  le  cas  supposé  plus  haut, 
la  tension  de  dissolution  va  en  diminuant,  pendant  que  la  pression 
osmotique  augmente,  jusqu'à  ce  qu'il  y  ait  équilibre  entre  ces  deux 
forces. 

Trois  cas  sont  à  examiner  selon  que  la  tension  de  dissolution  P  est 
plus  grande,  égale  ou  plus  petite  que  la  pression  osmotique  p.  Dans 
le  premier  cas,  le  métal  se  dissout,  c'est-à-dire  envoie  en  solution 
des  ions  chargés  positivement  pendant  que  le  métal,  primitivement 
neutre,  se  charge  négativement.  Lorsque  des  ions-métal  sont  déjà 
en  présence,  comme  il  arrive  lorsqu'une  lame  de  zinc  plonge  dans 
une  solution  de  sulfate  de  cuivre,  les  ions-zinc  qui  entrent  en  disso- 
lution reçoivent  leur  charge  positive  des  ions-cuivre,  qui,  ne  possé- 
dant plus  de  charge,  se  précipitent  à  Tétat  métallique.  Cette  charge 
positive  des  ions  qui  entrent  en  dissolution  peut  éi^alement  leur 
être  fournie  par  une  source  extérieure. 

Si  on  ne  fait  pas  intervenir  de  source  extérieure,  le  métal  envoie 


94 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


(lésions  en  solution,  jusqu'à  ce  que,  la  pression  osmotique  devenant 
égale  à  la  tension  de  dissolution,  il  y  a  équilibre,  le  métal  conser- 
vant sa  charge  négative. 

La  différence  de  potentiel  qui  existe  ainsi  entre  le  métal  chargé 
négativement  et  Télectrolyte  chargé  positivement  est  Torigine  du 
courant  produit  par  la  pile. 

Quand  celle-ci  débite  sur  un  circuit  extérieur,  la  neutralisation 
des  charges  à  traversée  circuit  rompt  l'équilibre  P= pet,  la  pression 
osmotique  diminuant,  le  métal  envoie  à  nouveau  des  ions  en  solution. 

Le  cas  de  la  tension  de  dissolution,  plus  petite  que  la  pression 
osmotique,  P  <  p,  est  donné  par  l'exemple  d'une  cathode  en  fonction- 
nement dans  la  cuve  électroly tique.  Dans  ce  cas,  les  ions-métal  se 
p  récipitent  à  l'état  métallique  sur  le  métal  plongé  auquel  ils  cèdent 
leur  charge  positive.  Ce  phénomène  a  lieu  tant  que  la  charge  posi- 
tive du  métal  est  neutralisée  par  une  charge  négative  provenant  de 
la  source  extérieure. 

Le  tableau  suivant  donne  les  valeurs  des  tensions  de  dissolution 
calculées  par  Le  Blanc  ^  et  exercées  par  les  métaux  plongeant  dans 
des  solutions  de  i  molécule-gramme  par  litre  d'un  de  leurs  sels 
complètement  dissocié;  la  pression  osmotique  est  donc  égale  à 
22,35  atmosphères  dans  ces  solutions.  Pour  simplifier,  Le  Blanc  a 
pris  p  =  22  atmosphères  dans  ses  calculs  : 

TABLEAU   26 


MÉTAUX 

TENSION  DE  DISSOLUTION 

Zinc 

atmosphères 

9,9  X  10*» 

2.7  X  10« 
i,2X10* 
1,9X10» 
1,3X100 
1,1  X  I0-» 
9,9  X  10'  * 

4.8  X  10-<« 

1,1  xio-<« 

2,3  X  10-<7 
l,5XlO-3« 

Cadmium 

Fer 

Cobalt 

Nickel 

Plomb 

Hydrogène 

Cuivre 

Mercure 

Argent  

Pa  ladium 

l.  Lehrbuch  fier  Eleklrochemie  '1896),  p.  185;  —  la  Théorie  des  ions  et  VÉlectro- 
lyse.  p.  89  (Hollard). 


L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  ET  LA  THÉORIE  DES  IONS  95 

Formule  de  Nemst. —  Si  nous  supposons  la  tension  de  dissolution 
supérieure  à  la  pression  osmotique  ^  le  travail  électrique  maximum 
que  peut  fournir  le  système  est  évidemment  égal  au  travail  produit 
par  le  passage  des  ions  du  métal  considéré  de  la  pression  P  à  la 
pression  p,  si  la  tension  de  dissolution  s'exerce  jusqu'à  ce  qu'il  y  ait 
équilibre  avec  la  pression  osmotique. 

On  peut  alors  appliquer  la  formule  de  thermodynamique  relative 
aux  transformations  à  température  constante  : 

P 

6  =  RT  logaép  -» 

p 

dans  laquelle  G  représente  le  travail  exprimé  en  kilogrammètres, 
R  la  constante*  des  gaz  (R  =  0,847),  et  T  la  température  absolue. 
On  sait,  d'autre  part,  que,  si  on  appelle  e  la  tension  électrique 
entre  le  métal  et  Télectrolyte  et  Q  la  quantité  d'électricité,  le  travail 
électrique  est  égal  à  sQ.  On  en  tire  : 

p 

sQ  =  RT  logaép  -  kilogrammètres, 

d'où  : 

6  =  Mii|Tlogo*p.Jyolts, 

qui  est  la  formule  de  Nemst. 

Cette  formule  exprime  donc  que  la  valeur  de  la  différence  de  poten- 
tiel entre  l'électrode  métallique  et  l'électrolyte  est  fonction  du  rap- 
port de  la  tension  de  dissolution  du  métal  à  la  pression  osmotique 
de  rion  correspondant  dans  Télectrolyte. 

Si,  dans  l'équation  précédente,  on  remplace  Q  par  sa  valeur 
Q  =z  9627in,  n  étant  la  valence  de  l'ion  (puisqu'il  s'agit  ici  d'une 
molécule-gramme),  et  R  par  sa  valeur  0,847,  il  vient  : 

0,861  .  iO-  *  _  .  p 

s  = ^ Tl0gn*p.- 

ou  encore,  en  passant  des  logarithmes  népériens  aux  logarithmes 

ordinaires  : 

1,9825  .iO-^  ^,      P 
n  ®  p 

Si  on  considère  un  couple  constitué  par  deux  métaux  plongeant 

1 .  Remarquons  ici  que  le  raisonnement  serait  le  môme  dans  le  cas  de  P  <  p, 
mais  conduirait  à  une  valeur  négative  de  e. 

2.  On  sait  que  Van't  Hoff  a  trouvé  pour  les  solutions  la  même  constante  que 
poar  les  gaz. 


96  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

dans  deux  liquides  différents,  la  différence  de  potentiel  e  entre  ces 
métaux  sera  : 

e  =  6  —  e' 

en  négligeant  la  tension  électrique,  reconnue  très  faible,  entre  les 
deux  liquides.  En  appelant  P,  jp,  n;  P',  p',  n\  les  tensions  de  disso- 
lution, pressions  osmotiques  et  valences  des  deux  métaux  considérés, 
il  vient  d*après  la  formule  de  Nernst  : 

.  =  .  ~  e'  =  0,861  .  10-^T  (i  logoép  ^  -  ^  log.*p  ?). 

Un  cas  particulier  très  intéressant  pour  Taccumulateur  au  plomb 
est  celui  où  on  se  propose  de  déterminer  la  différence  de  potentiel 
entre  deux  lames  d'un  même  métal  plongeant  dans  deux  électrolytes 
semblables,  mais  de  concentrations  différentes.  Dans  ce  cas,  qui 
s'applique  à  toutes  les  piles  dites  de  concentration,  on  a  évidemment 
n  =  «',  P  =  P',  et  la  formule  de  Nernst  se  réduit  à  : 

0,861  .  10-^^,         p 
0  =  -^—^ Tlogo^p^. 

On  sait  d'autre  part  que  la  pression  osmotique  est  proportionnelle 
à  la  concentration  et  au  degré  de  dissociation.  En  supposant  les 
solutions  suffisamment  étendues  pour  que  toutes  les  molécules  soient 
dissociées  et  en  appelant  C  et  c  les  deux  concentrations  différentes 
des  électrolytes,  on  trouve  alors  : 

0,861  >  iO-^^,         C 
e  -  ^—^ T  log„*p  -. 

11  convient  de  remarquer  que  la  formule  de  Nernst,  applicable  aux 
phénomènes  réversibles,  ne  tient  compte  que  du  travail  osmotique 
des  ions  à  température  constante.  Or,  en  toute  rigueur,  il  faut  faire 
intervenir  les  changements  de  température  qui  accompagnent  les 
changements  de  pression  osmotique.  Un  terme  correctif  dû  à  Téner- 
gie  thermique  doit  donc  être  ajouté  à  la  formule  de  Nernst  comme 

à  celle  de  Thomson.  Le  calcul  *  conduit  au  même  terme  T  3=,  dans 

les  deux  cas. 

1.  Dans  la  Théorie  des  ions  el  VÉleclrolyse^  par  Hollard,  nous  trouvons  la 
démonstration  suivante  :  En  différentiant  par  rapport  à  T  la  formule  de  Nernst  : 

9,8!     „^,  P 


L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  ET  LA  THÉORIE  DES  IONS  97 

Théorie  de  Le  Blano.  —  C'est  Le  Blanc  qui,  le  premier,  a  fait  Tap- 
plicatioQ  de  la  théorie  des  ions  à  raccumulateur  au  plomb. 


on  trouve  : 

rfT 

9,8iR-  V"»»"*;, 

9«J37n  L"          <n  ■      ^ 

D'autre  part  on  a  : 

<n      ~  p  <n 

£  +  i«r.*pP    •  (') 


La  valeur  de  -=  peut  être  calculée,  eu  thermodynamique,  d'après  la  formule  de 

Clapeyron,  applicable  aux  transformations  réversibles.  Dans  le  cas  de  la  vapori- 
sation, on  sait  qu'on  a  : 

T  rfp  .  ,        . 

J  dT  ^  '» 

en  appelant  X  la  chaleur  latente  de  vaporisation,  J  l'équivalent  mécanique  de  la 
chaleur,  u'—  u  la  variation  de  volume,  pendant  la  vaporisation,  de  l'unité  demasse 
du  corps.  Dans  cette  formule,  appliquée  au  passage  de  l'état  métallique  à  l'état 
d*ions,  X  représentera  la  chaleur  d'ionisation  j  (chaleur  nécessaire  pour  faire 
passer  une  molécule-gramme  du  corps  de  l'état  moléculaire  à  l'état  d'ions), 
P  représentera  la  tension  de  dissolution  du  métal,  k  —  u  la  variation  du  volume 
de  la  molécule-gramme  pendant  son  ionisation.  On  a  ainsi  : 


rfp l_. 


Mais 

puisqu'on  sait  que  ; 
Il  vient  donc  : 

et  par  suite 


rfT       T  (u'  —  u) 


PV  =  RT. 


rfT   ""    RTs' 


rf  lOg^Dép    -  ., 

rfT         ~  RT2 


Si  on  substitue  cette  valeur  dans  l'équation  (1)  et  qu'on   remplace  J   par  sa 
valeur  0,425,  on  trouve  : 

rft       9.81  .0,425  J        9,8! R  P. 

rfT  "      9GM7n      T  "^  96537/»    ^^  °*P  p 

Le  deuxième  terme  n'étant  autre  que  =  d'après  la  formule  de  Nernst,  on  a  en 

effectuant  les  calculs  : 

ai !— i  .    i, 

rfT       2:30«7n  T  ^  T 

et. i—  4-T  ^• 

~  23067n  ^      rfT 

£n  considérant  un  couple  réversible  formé  de  deux  métaux,  on  a  e  =  e  —  e'  et 

23067n  ^      rfT 


''.-'«■'-.■■ 


I:^'^ 


98 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Pour  expliquer  la  force  électromotrice  de  raccumulateur,  Le  Blanc  * 
suppose  d'abord  que,  comme  toute  autre  substance,  le  peroxyde 
de  plomb  a  une  certaine  solubilité  dans  Teau.  Le  peroxyde  dissous 
réagit  ensuite  avec  Teausous  formation  d'ions  de  plomb  tétravalents 
et  d'ions-hydroxyle,  d'après  Téquation  : 

PbO«  +  2H»0  ='*^Pb^+  40H. 

A  la  décharge,  c«t  ion  tétravalent  cède  la  moitié  de  sa  charge 
à  Tanode  pour  redevenir  bivalent  et  se  combine  alors  avec  un  ion 

SO  *  de  Tacide  sulfurique  pour  former  du  sulfate  de  plomb,  pendant 

-t-  — 

que  les  ions  H  libres  de  Tacide  forment  de  Teau  avec  les  ions  OH. 

Les  deux  charges  positives  de  Tanode  neutralisent  par  le  circuit 

extérieur  deux  charges  négatives  à  la  cathode,  qui  envoie  ainsi  en 

++  --  - 

solution  un  ion  Pb;  celui-ci  s'unit  à  un  ion  SO*  sous  forme  de  sulfate 

de  plomb  solide. 

Le  processus  de  la  décharge  peut  ainsi  être  représenté  par  les 

équations  réversibles  suivantes  : 


++++ 
PbOa  +  2H20  =  Pb  +  40H 

'^?b'+  Pb  +  2S0»  1=  2PbS0* 

40H  +  4H  =z  4HaO 


Le  Blanc  admet  ainsi  la  formation  de  sulfate  de  plomb  aux  deux 
pôles. 

A  la  charge,  se  passent  les  phénomènes  inverses.  Les  ions  de 
plomb  bivalents  provenant  du  sulfate  sont  transformés  à  la  positive, 
par  le  passage  du  courant,  en  ions  tétravalents  qui,  réagissant  sur 
l'eau,  donnent  du  peroxyde  dès  que  la  concentration  correspondant 
à  la  solubilité  du  peroxyde  a  été  atteinte. 


ou  encore,  comme  /  —  j",  différence  des  deux  chaleurs  d'ionisation,  représente  la 
chaleur  de  réaction  W  : 

équation  identique  à  celle  obtenue  par  Hclmholtz,  et  dont  le  premier  terme   est 
celui  de  Thomson. 

1.  Lehrbuch  il.  EUkboc hernie,  p.  223  (1896). 


L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  ET  LA  THÉORIE  DES  IONS  99 

A  rélectrode  négative,  les  ions  Pb  bivalents,  en  cédant  leur  charge, 
repassent  à  Tétat  métallique,  de  telle  sorte  que  le  processus  de  la 
charge  peut  être  représenté  par  les  équations  suivantes  : 

2PbS0^  solide  —  2Pb  +  2Sd« 

«+       ++++ 
2Pb  =  Pb  +  Pb 

++++ 
Pb  +  40H  =  PbO»  +  2HâO 

4H    h  2S6*=:21PSO» 


Cette  théorie,  en  accord  avec  la  double  sulfatation,  repose,  comme 
on  le  voit,  sur  Texistence,  eh  solution  acide,  des  ions  tétravalents  de 
plomb,  existence  démontrée,  ainsi  qu'on  Ta  vu  précédemment  à  pro- 
pos de  la  théorie  d'Elbs.  Mais,  à  l'inverse  de  cette  théorie,  celle  de 
Le  Blanc  s'appuie  sur  une  réversibilité  complète  dé  Taccumulateur. 

Le  D'  E.  Abel  a  montré  ^  que  la  théorie  de  I.e  Blanc  peut,  tout 
comme  celle  de  Liebenow  que  Ton  verra  plus  loin,  conduire  à  une 
formule  simple  pour  la  force  électromotrice  de  Taccumulateur. 

Si,  en  effet,  on  désigne  par  L  Pb  J,  la  concentration  des  ions  de 

plomb  tétravalents  à  Téleclrode  positive,  [PbJ  celle  des  ions  bivalents  ; 
et  si  on  représente  par  Cpbo  et  Cpb,  la  tension  de  dissolution  du 
plomb  correspondant  aux  ions  plombeux  et  plombiques,  on  obtient 
pour  le  travail  A^  à  Télectrode  positive  : 


A<  =  RT  logaép 


ibjj 

Cpb, 


+  RT  lognép  pr-rV 
LbJ 


travail  qui  se  rapporte  à  la  décharge  réversible  d'un  ion  tétravalent 
en  un    ion  bivalent,  par  le  passage  de  la  quantité  de  courant  2P 
(F  =  96.540  coulombs). 
A  l'électrode  négative,  le  travail  A3  est  égal  à  : 

Aa  =  RT  logaép  Yrr\ 
LPbJ 

et  correspond  au  passage  du  plomb  métallique  à  l'état  d'ions  de 
plomb  bivalents. 

1.  leitschrifl  f.  Elektrochemie.t.  VII,  p.  731  ;  ^Eclairage  électrique,  t.XXVIil, 
p.  405. 


100  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

On  a  par  conséquent  pour  la  valeur  de  la  force  électromotrice  : 
P       Al  -h  Aa       RT,  L  Pb  J.    .    „^ ,  CPb, 

Cette  expression  peut  affecter  une  forme  très  simple  si  on  consi- 
dère qu'il  a  été  prouvé  *  que  le  degré  d'oxydation  inférieure  du  plomb 
ne  peut  pas  se  trouver  en  équilibre  stable  sans  la  présence  simulta- 
née de  Toxy dation  supérieure  et  que,  par  conséquent,  des  ions  plom- 
biques  doivent  être  présents  à  Télectrode  négative,  la  décomposition 
des  ions  bivalents  de  plomb  donnant,  comme  il  a  été  vu  plus  haut,  les 
ions  tétravalents  et  le  plomb  métallique,  d'après  Téquation  : 

+  4-   — ^   ++++ 

2Pb  ^.    Pb    +  Pb. 

Par  suite,  on  peut  considérer  que  Télectrode  négative  envoie  en 

solution  un  demi-ion  plombique  au  lieu  d'un  ion  plombeux  et  que  la 

réaction 

++ 
Pb  -V  Pb 

peut  être  remplacée  finalement  par 

__  Pb   li 

2   ""^        2       ' 

en  désignant  par  L  Pb  Ja  la  concentration ,  à  l'électrode  négative,  des 

ions  plombiques  qui  se  trouvent  en  équilibre  avec  LPbJ  par  la  pré- 
sence du  plomb  métallique. 
On  a  donc  : 

„_ .  CPbo       RT ,  Cpbf 

RT  logaép   TT^-.  =  -Y  l0g»*P  \ 


et  la  valeur  trouvée  ci-dessus  pour  la  force  électromotrice  prend  la 
forme  simple  : 

Pb  J<  ,.. 

L  Pb  Ja 

L'accumulateur  peut  être  ainsi  assimilé  à  une  chaîne  de  concentra- 
1.  Zeitschr.  f.  anorg,  Chemie,  t.  XXVI,  p.  361;  1901. 


L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  ET  LA  THÉORIE  DES  IONS  101 

++++ 

tîon  par  rapport  aux  ions    Pb    et  sa  force  électromotrice  n'est  pas 

autre  chose  que  celle  donnée  par  deux  solutions  de  Pb  de  concentra- 
tions différant  énormément. 

I-.a  détermination  directe  de  l'équilibre  entre  le  sel  plombique  et  le 
sel  plombeux  par  la  présence  du  plomb  n'a  pas  encore  été  effectuée. 
On  pourrait,  par  exemple,  mesurer  la  force  électromotrice  d'une 
combinaison  *  convenablement  choisie,  telle  que  : 

Pt  I  PbCH,        PbCia  I  ZnSO^  |  Zn. 

On  peut  se  faire  une  idée  de  la  concentration  des  ions  plombiques 
à  Télectrode  négative  en  faisant  E  =  2  volts.  On  déduit  alors  de  la 
formule  (1)  précédente  : 

[+4  ++-I  • 

Pb  J, 

Comme  déjà  la  concentration  des  ions  de  plomb  tétravalents  est 
extrémementpetite  à  l'électrode  positive,  on  voit  combien  elle  doit  être 
faible  à  l'électrode  négative. 

De  la  formule  (1)  ci-dessus  on  peut  également  tirer  la  variation  de 
la  force  électromotrice  avec  la  concentration  de  l'acide. 

Théorie  de  Liehenow.  —  Liebenow  *  appuie  sa  théorie  sur  l'exis- 
tence des  ions  PbO^  dans  l'électrolyte  de  l'accumulateur. 

En  collaboration  avec  Strasser,  il  a  démontré  l'existence  de  ces 
ions  en  électrolysant  une  solution  de  soude  saturée  d'hydroxyde  de 
plomb  et  en  observant,  après  l'électrolyse,  une  augmentation  de  la 
teneur  en  plomb  dans  la  solution  anodique.  Le  plomb  ayant  été 
transporté  comme  anion,  on  peut  admettre  une  dissociation  du  plom- 
bite  de  sodium  d*après  l'équation  : 

Na»PbOa  =  2Na  +  PbÔ». 

Mais  cette  preuve  n'est  valable  que  pour  les  solutions  alcalines,  et 
pas  pour  les  dissolutions  étendues  d'acide  sulfurique.  Dans  ce  dernier 

cas  même,  l'existence  d'ions  PbO^  a  été  souvent  contestée. 

1.  Zeiischr.f.  anorg,  Chemie,  t.  XXVl,  p.  367;  1901. 

2.  ZeiUchr.  f,  Elektrochemie,  t.  II,  p.  420  et  653  ;  18%  ;  —  Éclairage  électrique, 
t.  XVlll,  p.  255. 


102  LES  AGCUM LICTEURS  ÉLECTRIQUES 

Néanmoins,  comme  le  fait  remarquer  DolezalekS  Thypothèse  est 
très  plausible,  car,  d'après  les  nouvelles  théories  des  solutions,  on 
n'attribue  plus  aucune  difTérence  qualitative,  mais  seulement  quanti- 
tative, entre  les  solutions  acides  et  alcalines,  les  premières  renfer- 
mant plus  d'ions  H  et  les  secondes  plus  d'ions  OH,  et  les  ions  exis- 
tant dans  les  unes  pouvant,  à  la  concentration  près,  exister  également 
dans  les  autres. 

D'autre  part,  Loeb  a  démontré  aussi  la  formation  des  ions  PbO^. 
par  dissociation  des  sels  organiques. 

Liebenow  suppose  donc  que,  dans  une  solution  de  sulfate  de  plomb, 

en  outre  des  ions  Pb  et  S0^  existent  des  ions  PbO^  d'après  l'équa- 
tion : 

2PbS0»  +  2H20  =  pÎ)  +  4H  -f  PbÔa  +  2Sd».  (i  ) 

Dans  ces  conditions,  l'électrode  positive  doit  être  considérée 
comme  réversible  par  rapport  aux  ions  PbO',  comme  le  serait,  par 

exemple,  une  électrode  de  zinc  par  rapport  aux  ions  Zn  dans  une 
solution  de  sulfate  de  zinc. 
A  la  décharge,  la  solution  environnant  l'électrode  positive  se  sature 

d'ions  PbO^  qui  réagissent  alors  sur  les  ions  II  de  Tacide  en  formant 

de  l'eau  et  des  ions  Pb  d'après  l'équation  : 

Pb02  +  4H=:Pb  +  2B20; 

après  quoi  les  ions  Pb  s'unissent  à  l'ion  SO^  de  l'acide  en  formant  le 
sulfate  solide  : 

Pb  +  SÔ^  =  PbSO^ 

A  Télectrode  négative,  l'action  serait  la  même  que  dans  le  cas  de 
la  théorie  de  Le  Blanc,  et  il  y  aurait  passage  du  plomb  métallique  à 
l'état  d'ions. 

Les  phénomènes  inverses  ayant  lieu  pendant  la  charge,  les  ions 

Pb  et  PbO^  provenant  de  la  dissociation  du  sulfate  de  plomb  d'après 
l'équation  (1)  cèdent  leur  charge  respectivement  au  pôle  négatif  et  au 
pôle  positif  en  redonnant  du  plomb  spongieux  et  du  peroxyde.  Au 
fur  et  à  mesure  de  la  précipitation,  le  sulfate  de  plomb  envoie  à 

1.  Die  Théorie  des  Blelaccumula tors  (Dolezalek),  p.  23. 


L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  ET  lA  THÉORIE  DES  IONS  103 

nouveau  en  solution  les  ions  Pb  et  PbO^  d  après  réquation(i),  ou 
encore  pour  les  ions  PbO^  d'après  la  décomposition  hydroly tique  : 

Pb  +  2H20  =  PbÔ«  +  4H, 
ou  encore  plus  simplement,  comme  Ta  imaginé  Dolezalek  : 

Pb  -f  20  =  fhôh  (2) 

les  ions   O  provenant  de  la  dissociation  de  Teau  : 

H^O  =  2H  +  "o.  (3) 

i*^  Détermination  de  la  concentration  des  ions  PbO^.  —  Cette  détermi- 
nation a  été  effectuée  par  Dolezalek  \  qui  a  d'abord  mesuré  la  con- 
centration des  ions-peroxyde  de  plomb  dans  les  solutions  étendues 
de  soude  par  la  solubilité  de  Thydroxyde  de  plomb  dans  la  soude. 
Comme  moyenne  de  deux  déterminations,  il  a  trouvé  une  teneur  de 
0,00305  molécule-gramme  de  Na^PbO*  par  litre  dans  une  solution 
0,066  normale  de  soude.  Comme  il  s'agit  seulement  d'une  approxi- 
mation, on  peut  supposer  que  la  dissociation  du  plombite  est  com- 
plète et  que  par  conséquent  la  concentration  des  ions  PbO^  atteint 
au  maximum  0,003  molécule-gramme  par  litre. 

La  concentration  des  ions-hydroxyle  de  la  lessive  de  soude  devient 
alors  égale  à  0,054  molécule-gramme  par  litre,  après  déduction  de 
)a  quantité  disparue  par  la  formation  du  plombite. 

En  appliquant  la  loi  de  Guldberg  et  Waage,  sur  l'influence  des 
masses  ',  aux  deux  équations  (â)  et  (3)  ci-dessus,  on  a  pour  la  con- 

1.  Die  Théorie  des  Bleiaccumulalors  (Dolezalek),  p.  24. 

2.  On  sait  que,  si  on  appelle  qx  et  q^  les  masses  des  deux  éléments  d*une 
vapeur  binaire  dissociée  et  q  la  masse  de  la  partie  non  dissociée,  on  a,  d'après 
Guldberg  et  Waage, 

-*-' — '^  =  Constante. 

Ostwald  a  appliqué  la  même  loi  aux  solutions  dissociables  en  deux  ions. 
Le^  masses  des  différents  éléments  étant,  pour  un   même   volume,   propor- 
tionnelles à  leurs  concentrations,  on  a  évidemment  : 

■'   \      =  Constante, 

en  appelant  C*  la  concentration  des  anions,  Cr  celle  des  cathions,  et  C  celle  de  la 
partie  non  dissociée.  C'est  cette  loi  qui  est  appliquée  ici. 

Pour  plus  de  détails,  consulter  les  Leçons  de  Chimie  physique  (1898)  de  Van't 
Hoir  et  la  Théorie  des  ions  et  VÉleclrolyse  (p.  38  et  141),  par  IloUard. 


104  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

centration  [PbO-J  des  ions-peroxyde  : 

[pbôa]  =:  Constante  .  [pb]  .  [  0~]^ 
et 

r--"|       Constante 

LhJ 

d'où  on  déduit 

[pbôO  =  Constante  .  ^^.  (4) 

LhJ 

On  voit  ainsi  que  la  concentration  des  ions-peroxyde  est  propor- 
tionnelle à  la  concentration  des  ions  de  plomb  et  inversement  pro- 
portionnelle à  la  quatrième  puissance  de  celle  des  ions-hydrogène. 
Cette  dernière  concentration  dans  la  soude  étendue  se  calcule  d'après 
les  déterminations  de  Kohlrausch  et  Heydweiller  : 

[h],  [oh]  —  1,1  .  10- <^ 

pour  le  premier  degré  de  dissociation  de  Teau,  à  24*  C,  En  rempla- 
çant la  concentration  des  ions-hydroxyle  par  la  valeur  0,05  trouvée 
ci  dessus,  on  déduit  pour  celle  des  ions-hydrogène  la  valeur  2,2 .  10-  *•. 
La  concentration  des  ions  de  plomb  peut  se  déduire  d'après  les 
mesures  de  conductibilité  de  Kohlrausch  et  Rose,  qui  ont  trouvé 
pour  rhydroxyde  de  plomb  dans  Teau  pure  la  valeur  4  .  10  ^  molécule- 
gramme  par  litre,  d'où  on  tire  : 

[H]  .  [mj  =  (4  .  10-5)3  =  env.  0,64 .  10-<«, 

et  en  remplaçant  la  concentration  des  ions-hydroxyle  par  sa  valeur 
déterminée  plus  haut: 

[Pb]=:env.  2.10-8. 

Des  concentrations  ainsi  calculées  pour  les  ions-peroxyde,  plomb 
et  hydrogène,  on  déduit  la  constante  de  la  formule  (4)  : 

2   10~8 
0,003  =  Constante  •      ç,\a-i3  i'  ^'^^  Constante  =  env.  0,3 .  iO'*-* 

et  Téquation  (4)  peut  s'écrire  : 

[p"bÔa]z=env.  0,3. 10- «3  ^^^  (5) 

LhJ 


LACGL'MULATEUR  AU  PLOMB  ET  LA  THÉORIE  DES  IONS  105 

Elle  montre  que  la  concentration  des  îons-peroxyde  est  extra- 
ordinairement  petite.  En  supposant,  en  effet,  de  Tacide  sulfurique 
décinormal,  on  a  évidemment  pour  la  concentration  des  ions-hydro- 
gène la  valeur  0,2.  La  concentration  des  ions  de  plomb,  déduite  de 
la  solubilité  1,4. 10~*  molécule-gramme  du  sulfate  de  plomb  dans 
Teau,  d'après  Frésénius*  et  Kohlrausch  et  Rose*,  est  égale  à 
environ  2 .  10"  ^,  puisqu'on  a  : 

[Pb].[sd»]  =  (i,4.  «0-«)2  =  2  .  10-8  et  [sO»J  =  0,1. 

Il  en  résulte  pour  la  concentration  des  ions-peroxyde  d'après 
Téquation  (5)  la  valeur  : 

[PbÔ^J  =  env.  4.10-50  molécule-gramme  par  litre, 

concentration  qui,  quoique  excessivement  faible,  n*en  est  pas  moins 
active,  ainsi  que  Ta  montré  Nernst^,  le  sulfate  de  plomb  accumulé 
aux  électrodes  envoyant  de  nouveaux  ions-peroxyde  en  solution 
aussitôt  après  la  précipitation  de  ceux-ci. 

2*  Détermination  de  la  force  ^lectromotrice. — La  théorie  de  Liebenow 
permet  d*ailleurs  de  déterminer  facilement  la  force  électromotrice  de 
Taccumulateur.  Ainsi,  si  on  désigne  par  C^,  la  tension  de  dissolution 

de  l'électrode  négative  pour  les  ions  l^b  et  par  C^  celle  de  Télectrode 

positive  pour  les  ions  PbO*,  on  a,  d'après  la  formule  de  Nernst,  pour 
les  différences  de  potentiel  tp  et  e^  entre  chacune  des  électrodes  et 
l'électrolyte  : 

RT  ,  Cn  .  RT  ,  Cq 

^  [Pb]  ^  LPbO^J 


D'où  il  résulte  pour  la  force  éleclromotrice  E  de  l'accumulateur  la 
valeur  : 

[Pb]  •  [Pbôa] 


E  =  Ê„  -  eo  =  f  logaép  ,,^7V--V  (6) 


Cette  équation  montre  que  la  force  électromotrice  doit  baisser 
quand  augmente  la  concentration  des  ions-plomb  et  peroxyde. 
C'est  ce  qui  se  produit  dans  les  solutions  alcalines;  dans  la  soude. 


1.  Wied.  Ann.,  t.  L,  p.  135  ;  1893. 

2.  Wied.  Ann.,  t.  LIX,  p.  125. 

3.  Zeilsch.  f.  Eleklrochemie,  t.  VI,  p.  46;  1899. 


lOÔ  LES  ACCUMUIJLTEURS  ÉLECTRIQUES 

par  exemple,  la  Torce  électromotrice  de  raccumulateur  n'est  que  de 
0,8  volt. 

Nous  verrons  plus  loin  Tapplication  de  cette  formule  à  la  variation  ' 
de  la  force  électromotrice  avec  la  concentration  de  Tacide. 

La  double  sulfatation  et  la  théorie  des  ions.  —  La  théorie  des 
ions,  envisagée  d'après  Thypothèse  des  ions  de  plomb  tétravalents 
(Le  Blanc)  aussi  bien  que  d'après  celle  des  ions  peroxyde  (Liebenow), 
permet  de  se  rendre  compte  du  processus  de  charge  et  de  décharge 
dans  le  cas  de  la  double  sulfatation.  Elle  est  très  intéressante  à 
examiner,  puisqu'elle  offre  la  possibilité  de  calculer  les  variations  de 
la  force  électromotrice  et,  par  la  comparaison  avec  les  valeurs  mesu- 
rées, de  juger  une  fois  de  plus  la  théorie  qui  a  jusqu'ici  résisté  le 
plus  à  la  critique,  celle  de  la  double  sulfatation. 

Dans  le  chapitre  suivant,  nous  mesurerons  les  valeurs  de  la  force 
électromotrice  aux  différentes  concentrations  d'acide,  et  nous  com- 
parerons ces  valeurs  à  celles  calculées  en  admettant  la  double  sulfa- 
tation,  aux  points  de  vue  thermodynamique  et  ionique. 


CHAPITRE  VI 
FORCE  ÊLEGTROHOTRIGE  DE  rAGCUMULATEUR  AU  PLOMB 


La  force  électromotrice  de  Taccuinulateur  au  plomb  est  variable, 
d'une  part,  avec  la  concentration  de  Tacide  et,  d'autre  part,  avec  les 
différents  états  de  charge  et  de  décharge.  C'est  Tinfluence  de  ces 
deux  principaux  facteurs  que  nous  allons  examiner.  La  force  électro- 
motrice dépend  en  outre  de  la  température,  comme  nous  Tavons  vu 
dans  Tétude  du  coefficient  de  température  ;  mais  cette  influence  est 
relativement  faible.  Plus  faible  encore,  et  même  absolument  négli- 
geable, est  celle  de  la  pression  extérieure,  ainsi  que  nous  l'examine- 
roDS  également  dans  ce  chapitre. 

Avant  d'entreprendre  ces  différentes  études,  il  nous  paraît  logique 
de  décrire  ici  les  principales  méthodes  de  mesures  des  forces  électro- 
motrices et  diiïérences  de  potentiel,  applicables  à  l'accumulateur  au 
plomb. 

Mesure  des  forces  éleotromotrioes  et  diSérenoes  de  potentiel.  — 
Dans  la  plupart  des  cas,  on  peut  se  contenter  de  faire  usage  de  volt- 
mètres pour  la  mesure  des  diiïérences  de  potentiel  aux  bornes  des 
accumulateurs.  Certains  types  d'ailleurs,  Weston,  Carpentier,  Chau- 
vin et  Arnoux,  etc.,  dont  la  résistance  est  très  grande,  peuvent 
donner  des  mesures  très  précises  avec  une  sensibilité  de  quelques 
millièmes  de  volt. 

Une  méthode  très  employée  dans  les  laboratoires  est  celle  de  la 
grande  résistance.  La  figure  13  indique  le  montage  employé  ;  g  est 
on  galvanomètre  (en  général  un  Deprez-d'Arsonval)  ;  S,  un  shunt 
variable;  K,  une  clef  d'inversion,  et  R,  une  résistance  suffisamment 
grande.  La  différence  de  potentiel  à  mesurer  est  établie  entre  les 
points  1  et  2.  On  étalonne  avec  un  élément  Daniell,  par  exemple,  et 


iû8 


LES  ACCUMLLATEt'RS  ÉLECTRIQUES 


on  règle  la  résistance  R  de  façon  à  lire  dipeetemenl  sur  l'échelle  la 
différence  de  potentiel  en  volts  (en  général,  dans  les  mesures  d'accu- 
mulateurs, 1  millimètre  sur  l'échelle  représente  0,01  volt). 

On  peut  également  employer  les  méthodes 
de  régale  déviation,  celle  de  Wiedemann,  celle 
de  Lumsden,  ou  encore  celle  de  Poggendorf  ^ 
Lorsqu'on  désire  une  très  grande  précision, 
on  peut  faire  usage  de  la  méthode  du  potentio- 
mètre de  Clark.  Ici  l'étalon  E  et  l'élément  E' 
[fig,  14)  sont  comparés  dans  les  mêmes  condi- 
tions, sans  qu'aucun  courant  les  traverse,  ce 
qui  évite  les  erreurs  dues  à  la  polarisation. 
ah  est  une  bobine  composée  de  100  tours  de  fil 
nu  en  alliage  platine-iridium  ;  sa  résistance 
est  de  40  ohms.  P  est  une  petite  batterie  de 
piles  qui  envoie  du  courant  dans  ah  \  le  rhéos- 
tat placé  dans  ce  circuit  est  réglé  de  façon  à 
ce  que  le  galvanomètre  G  reste  au  zéro.  On 
s'arrange  également  pour  déplacer  le  contact 
glissant  C  jusqu'à  ce  que  le  galvanomètre  G' 
soit  au  zéro.  Dans  ces  conditions,  on  a  alors 


FiG.  13.  —  Méthode  de 
la  grande  résistance. 


E' 

E  '' 


a  +  h' 


a 

r' 


Dans  le  cas  où  E'  est  plus  grand  que  E,  il  faut  soit  disposer  plu- 
sieurs étalons  en  tension,  soit  inverser  les  deux  éléments.  La  mé- 


Rhëostal 


<«> 


w»t]B 


A.  Rhtosut 

ID — |l|l — ^A^ww^Vww 


VD 


Fio.  14.  —  Méthode  du  potentiomètre      Fio.  15.  —  Méthode  du  potentiomètre 
de  Clark.  '  modifiée. 


thode  permet  d'apprécier 


i 


de  volt.  Elle  a  l'inconvénient  de 


100000 
nécessiter  l'emploi  de  deux  galvanomètres.  On  peut  la  simplifier 


1.  Voir  l'Énergie  électnque^  par  Hospitalier,  p.  233. 


FORCE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  109 

ea  la  rendant  moins  précise,  en  employant  le  fil  divisé  du  pont  de 
Wheatsione  avec  deux  contacts  glissants,  d'après  le  montage  de  la 
figure  [fig,  15).  Le  même  galvanomètre  est  utilisé  successivement 
pour  les  deux  mesures  à  Taide  d'an  commutateur. 

On  déplace  les  contacts  glissants  de  façon  à  amener,  dans  les 
deux  positions  du  commutateur,  le  galvanomètre  au  zéro.  A  ce 
moment,  on  a  évidemment  : 

E  ""â* 

Pour  des  forces  électromotrices  de  1  à  3  volts,  on  peut  évaluer  ^tt; 

^  500 

de  volt. 

On  pourrait  employer  également  les  méthodes  électrométriques 
ou  les  méthodes  avec  condensateurs  et  galvanomètres  balistiques, 
qui  ont  Favantage  de  n'exiger  aucun  courant  de  Taccumulateur 
essayé.  Mais,  ces  méthodes  étant  assez  délicates,  on  doit  les  réserver 
pour  le  cas  où  on  désire  obtenir  la  valeur  de  la  force  électromotrice 
a  un  instant  bien  précis  de  charge  ou  de  décharge. 

On  verra  plus  loin  que  cette  force  électromotrice  varie  très  rapi- 
dement après  ouverture  du  circuit  ;  aussi  la  méthode  la  plus  exacte 
pour  déterminer  sa  valeur  pendant  le  passage  du  courant  consiste  à 
mesurer  au  même  instant  la  différence  de  potentiel  aux  bornes, 
l'intensité  et  la  résistance  intérieure.  Nous  examinerons  dans  le 
prochain  chapitre  les  méthodes  employées  pour  la  mesure  de  la 
résistance  intérieure  à  circuit  fermé.  On  a  dans  ce  cas  : 

E  =  e  ±  ri. 

Dans  toutes  les  mesures  de  différence  de  potentiel,  la  méthode  de 
la  grande  résistance,  qui  permet  des  lectures  très  rapides,  est  lar- 
gement suffisante,  et  le  courant  qu'elle  exige  (Tonôô  ^tnipère  environ 

avec  R  =  20.000  ohms)  est  pratiquement  sans  aucune  influence  sur 
la  différence  de  potentiel  à  mesurer. 

Qectrodes  supplémentaires.  —  1**  Différents  types  cV électrodes  sup- 
plémentaires, —  Dans  l'étude  des  variations  de  force  électromotrice 
^t  de  différence  de  potentiel  de  l'accumulateur,  il  importe  de  con. 
Dartre  de  quelle  façon  se  comporte  séparément  chacune  des  deux 
électrodes.  On  emploie  dans  ce   but  une  troisième  électrode  que 


110  LES  ACCUMUIATEURS  ÉIJÎCTRIQUES 

Ton  plonge  dans  Télectrolyte,  entre  les  deux  électrodes  qui  consti- 
tuent Télément'.  On  mesure  alors  la  différence  de  potentiel  entre 
cette  électrode  supplémentaire  ou  auxiliaire  et  chacun  des  deux 
pôles  positif  et  négatif  de  l'accumulateur.  Il  est  évident  que  la  diffé- 
rence de  potentiel  aux  bornes  sera  la  différence  algébrique  de  ces 
deux  valeurs. 

Le  nombre  des  substances  qu'on  peut  employer  dans  la  constitu  - 
tion  d'une  telle  électrode  est  assez  limité,  par  suite  des  qualités 
essentielles  exigées  :  insolubilité  dans  Tacide  sulfnrique,  absence  de 
polarisation,  constance  du  potentiel  pendant  le  fonctionnement. 

On  emploie  à  cet  effet  des  bâtons  de  zinc  ou  de  cadmium  amal- 
gamés. Pour  une  force  électromotrice  de  Taccumulateur  égale  à 
2  volts,  on  trouve,  dans  le  premier  cas,  environ  +  2,40et-{-  0,40  volt 
comme  différences  de  potentiel  mesurées  entre  Télectrode  supplé- 
mentaire et  chacune  des  plaques  PbO^  et  Pb.  Avec  le  cadmium, 
ces  valeurs  deviennent  -f-  2,16  et  +  0,16  volt^  environ.    . 

Cette  façon  de  procéder,  quoique  très  simple,  a  différents  inconvé- 
nients :  elle  n'est  pas  très  exacte  par  suite  de  la  formation,  autour  de 
l'électrode  supplémentaire,  de  sulfate  soluble  de  concentration  va- 
riable, ce  qui  cause  une  variation  de  la  tension  qui  existe  entre  cette 
électrode  et  Télectrolyte  (ce  que  l'on  peut  appeler  le  potentiel  de 
l'électrode  supplémentaire).  Si  on  fait  usage  d'un  voltmètre  qui  n'a 
pas  une  très  grande  résistance,  il  peut  y  avoir,  en  outre,  polarisation 
de  l'électrode  quand  la  surface  de  contact  entre  celle-ci  et  l'électro- 
lyte  est  faible,  autre  cause  de  variation  du  potentiel  de  l'électrode 
supplémentaire.  Enfin  l'emploi  de  ces  deux  substances  a  l'inconvé- 
nient grave  d'introduire  dans  l'électrolyte  des  substances  étrangères 
qui  peuvent  troubler  le  fonctionnement  de  l'élément. 

La  figure  16  montre  une  forme  donnée  par  C.  Lîebenow  ^  à  l'élec- 
trode de  cadmium,  en  vue  de  la  rendre  transportable.  C'est  un  cadre 
en  ébonite  dans  lequel  on  introduit  la  plaquette  de  cadmium.  Au 
milieu  de  celle-ci,  on  découpe  une  bande  qui  est  recourbée  et  sur 
laquelle  est  vissée  la  borne  de  contact.  Pour  la  mesure,  on  place 
cette  plaquette  sur  le  bord  supérieur  des  plaques  et  dans  l'acide,   en 

1.  Cette  méthode  est  désignée  sous  le  nom  d'électrode  supplémentaire,  ou 
quelquefois  sous  celui  de  méthode  de  Fuchs,  du  nom  du  premier  auteur  qui  en  6t 
usage,  en  1875. 

2.  Les  signes  indiquent  ici  que,  dans  les  deux  couples  PbO^  |  Zn  ou  Cd  et 
Pb  I  Zn  ou  Cd,  le  zinc  ou  le  cadmium  forme  toujours  l'électrode  négative. 

3.  ZeUschrift  /*.  E  le  k  troc  hernie,  t.  VHI,  p.  616;  —  r  Eclairage  électrique^ 
t.  XXXIV,  p.  34. 


FORCE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATECH  AU  PLOMB 


111 


Fio.16.  —Électrode  supplémentaire  au  cadmium. 


évitant  que  celui-ci  vienne  en  contact  avec  la  borne  en  laiton.  Afin 
de  n'avoir  pas  un  potentiel  très  inconstant  par  suite  de  la  formation 
de  sulfate  de  cadmium, 
il  convient  de  ne  pas 
laisser  la  plaque  sécher 
à  l'air,  après  une  me- 
sure, mais  de  la  conser- 
ver dans  un  récipient 
renfermant  de  Tacide  sul- 
furiquetrès  étendu.  Dans 
ces  conditions,  il  se  for- 
me rapidement  dans  le 
voisinage  de  Télectrode 

plongée  dans  Tacide,  pour  la  mesure,  une  couche  qui  renferme  peu 
d'ions-cadmium,  mais  de  concentration  assez  uniforme.  Sans  cette 
précaution,  la  plaque  ayant  séché  à  Tair  se  recouvre  de  sulfate  de 
cadmium  et,  après  introduction  dans  Tacide,  elle 
s'entoure  d'une  couche  concentrée  de  sulfate  de 
cadmium  qui  disparaît  peu  à  peu  par  diffusion  et 
cause  des  variations  assez  importantes  de  poten- 
tiel de  l'électrode  supplémentaire. 

C.  Liebenow  fait  aussi  usage,  pour  les  mesures 
plus  précises  en  laboratoire,  de  Tamalgame  de 
cadmium  plongeant  dans  une  solution  concentrée 
de  sulfate  de  cadmium  contenu  dans  un  vase 
poreux  ayant  Taspect  de  la  figure  17.  Il  faut 
remarquer  ici  que  la  résistance  du  vase  poreux 
n'est  pas  toujours  négligeable,  de  sorte  que  des 
différences  de  1  à  2  centièmes  de  volt  peuvent 
être  constatées  lorsqu'on  fait  usage  d'un  voltmètre 
Weston.  La  différence  de  potentiel  mesurée  aux 
bornes  diffère  de  cette  quantité  des  différences 
entre  les  tensions  anodique  et  cathodique  mesu- 
rées avec  Télectrode  supplémentaire.  On  peut, 
il  est  vrai,  faire,  dans  ce  cas,  la  correction  sur 
la  tension  anodique  seule,  puisque  la  valeur  de  la  tension  cathodique 
(046  volt  environ)  est  petite  par  rapport  à  la  première.  L'amalgame 
^^  cadmium  est  très  fragile  ;  lorsqu'il  est  cassé,  il  suffit  de  le  placer 
dans  un  tube  à  essai  et  de  le  refondre  ;  après  refroidissement,  on 
casse  le  tube. 


m  n 


Fio.  il. -Électrode 
«upplémentaire  au 
cadmium  pour  me- 
sures de  précision. 


di2 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


M  gihêit»mètr9 


CeuyMtfk  /< 
S  êàonfùe. 


kao/tn    l^^^^ll 


Hg'SO^S^aaa 


5 

5  Tu6e^¥em 


9 '^^^SSSSS^^SSS^ 


iwumUi\  \ 


^  «  /  p  acide 


RI  de 
Jrplètine 


rw^\ 


Pour  diminuer  rinconstance  de  potentiel  de  Télectrode  supplé- 
mentaire, il  faut  constituer  celle-ci  à  Taide  de  métaux  dont  le  sulfate 
est  plus  difficilement  soluble  que  celui  de  cadmium.  On  peut  em- 
ployer dans  ce  but  Télectrode-mercure.  Quoique  peu  soluble,  le  sul- 
fate mercureux  présente 
cependant  encore  une  so- 
lubilité non  négligeable. 
De  plus,  Télectrode   se 
polarise  facilement,  si  on 
se    sert    de    voltmètres 
pour  faire    la    mesure; 
il  convient  de  ne  Tutiliser 
qu^avec  les  méthodes  gai- 
vanométriques. 

On  donne  quelquefois 
à  cette  électrode  la  forme 
indiquée  par  la  figure  18. 
Le  vase  en  verre  recour- 
bé en  forme  de  pipe  a  son 

Fio.  18.  — Electrode  ampoule  remplie  en  par- 
supplémentaire  au     .     , 
mercure.  tie  de  mercure  pur  que 

vient  recouvrir  une  cou- 
che, de  1  centimètre  d'épaisseur  environ,  de  sulfate  mercureux  dont 
on  a  fait  une  bouillie  claire  avec  Tacide  sulfurique  de  Taccumula- 
tcur;  la  partie  supérieure  de  Tampoule  est  enfin  remplie  d'acide 
sulfurique.  Le  conducteur  en  platine  a  une  extrémité  en  contact  avec 
le  mercure  et  est  logé  dans  le  tube  capillaire. 

U.  Schoop  emploie  le  dispositif  suivant  :  Au  fond  d'un  vase  cylin- 
drique en  terre  poreuse,  on  verse  une  certaine  quantité  (environ 
10  millimètres  de  hauteur)  de  mercure  pur,  et,  par-dessus,  on  dis- 
pose une  couche  {fig,  19)  de  2  millimètres  de  sulfate  mercureux  ;  le 
vase  est  ensuite  rempli  d'une  solution  étendue  d'acide  sulfurique  de 
densité  1,17.  Pour  faciliter  le  transport,  on  peut  également  rendre 
Télectrolyte  gélatineux  en  l'additionnant  de  1/3  de  son  volume  de 
silicate  de  potasse.  Le  vase  est  fermé  par  un  couvercle  en  ébonite, 
traversé  seulement  par  le  conducteur  constitué  par  un  fil  de  platine 
qui  plonge  dans  le  mercure  et  est  protégé  du  contact  de  l'électrolyte 
par  un  tube  de  verre  fermé  aux  deux  bouts.  Dans  ces  conditions, 
pour  une  force  électromotrice  de  2  volts,  on  trouve  environ  -|-  1,05 
entre  la  positive  et  l'électrode  supplémentaire  et  —  0,95  volt  entre 


Fio.  19.  —  Electrode  supplé- 
mentaire au  mercure,  de 
Schoop. 


FORCE  ÉUECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


113 


celle-ci  et  la  négative,  les  signes  indiquant  que  l'électrode-mercure 
a  son  potentiel  compris  entre  celui  des  deux  électrodes. 

On  évite  complètement  les  inconvénients  signalés  à  propos  du 
zinc  et  du  cadmium  en  utilisant  comme  électrode  supplémentaire  le 
peroxyde  de  plomb  ou  le  plomb  spongieux.  Dans  ce  cas,  en  effet,  on 
n'introduit  pas  d'impuretés  en  solution,  et  on  n*a  pas  à  craindre  la 
polarisation,  même 
dans  le  cas  de  mesu- 
res effectuées  avec  un 
voltmètre  ordinaire^ 
car  ces  matières  peu- 
vent fournir  un  cou- 
rant relativement  élevé 
sans  baisse  de  poten- 
tiel. 

Dans  différentes 
études  que  nous  avons 
faites  sur  l'accumula- 
leur,  nous  avons  em- 
ployé avec  avantage, 
comme  électrode  sup- 
plémentaire, une  sim- 
ple   petite    plaquette 

en  plomb  spongieux  pur^  Cette  électrode,  que  nous  appelons  «né- 
gative témoin»,  présente  toutes  les  qualités  requises,  et  sa  constance 
de  potentiel  est  remarquable,  même  lorsque  après  un  long  temps  de 
fonctionnement  elle  renferme  une  proportion  élevée  de  sulfate  de 
plomb  (on  a  vu  antérieurement  que  celui-ci  n'a  pas  d'influence  sen- 
sible sur  la  force  électromotrice  à  la  négative).  La  figure  20  montre 
les  résultats  que  Ton  obtient  ainsi  :  A  et  a  sont  les  forces  électro- 
motrices et  différences  de  potentiel  à  l'anode;  B  eib,  les  mêmes 
grandeurs  à  la  cathode. 

Celte  négative  témoin  peut  être  employée  de  deux  façons,  soit 
libre  dans  le  liquide,  soit  entourée  d'un  vase  poreux  ;  dans  le 
premier  cas,  il  y  a  variation  du  potentiel  de  la  négative  témoin,  par 
suite  de  la  variation  de  concentration  de  l'électrolyte,  et  on  mesure 
les  variations  relatives  de  potentiel  des  électrodes  ;  dans  le  deuxième 
cas,  on  mesure  les  variations  absolues,  le  potentiel  de  la  négative 


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'         8         » 

Temps  en  hturês 

Pio.  20.  —  Courbes  des  tensi'ons  anodique 
et  cathodique. 


1.  L'Éclairage  électnque,i,  XXIV,  p.  59. 


114 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Oènsiti  dé  l'iode  sulfunî^ye 
Fio.  21.  —  Variation  de  la  tension  cathodique. 


témoin  étant  invariable.  On  passera  facilement  d'un  cas  à  l'autre 
par  une  mesure  des  variations  de  concentration  de  Télectrolyte,  si  on 
connaît  les  diiïérentes  valeurs  du  potentiel  du  plomb  spongieux  en 
fonction  de  la  densité  de  Tacide  sulfurique. 

C'est  dans  ce  but  que  nous  avons  déterminé  les  forces  électro- 
motrices  des  couples  Pb  I  acide  de  densité  1,045  |  Pb  |  acide  de  densité 
variable.  La  courbe  de  la  figure  21  donne  les  résultats  obtenus, 
l'augmentation  de  la  densité  rendant  plus  électro-positive  Télectrode 
en  plomb  spongieux.  Par  exemple,  la  concentration  variant  de  la 
densité  1,30  à  1,20,  Télectrode  en  plomb  spongieux  sera   moins 

électro-positive,     dans     ce 
^  *gPl  if  t  ]  M  M  j  I  j  I  I  M  i  1  I  ;  [  I  I       dernier  cas,  de 

0,079  —  0,052  =  0,027  volt. 

En  plus  de  la  simplicité, 
la  négative  témoin  jouit  de 
l'avantage  de  pouvoir  être 
faite  de  dimensions  très 
réduites  ;  il  en  résulte  qu'elle 
ne  change  pas  la  répartition  du  potentiel  dans  Télectrolyte  et  qu'il  ne 
se  forme  pas  de  courant  fermé  sur  elle-même.  Si  donc  on  a  soin  de 
la  placer  à  égale  distance  des  deux  électrodes,  la  détermination  de 
la  résistance  intérieure  de  chacune  d'elles  donnera  la  résistance  au 
passage  de  chaque  électrode,  augmentée  d'une  constante  égale  à  la 
moitié  de  la  résistance  intérieure  de  Télectrolyte.  Comme  cette  der- 
nière est  assez  facile  à  connaître,  on  en  déduira  aisément  la  résis- 
tance propre  de  chaque  électrode.  De  plus,  la  négative  témoin  ayant 
même  potentiel  que  Télectrode  négative  fin  charge  (les  écarts  ne 
dépassent  pas  en  général  quelques  millièmes  de  volt),  les  différences 
de  potentiel  prises  entre  ces  deux  plaques  indiqueront  en  valeur 
absolue  les  variations  de  potentiel  de  l'électrode  négative  étudiée. 

Pour  l'étude  de  Télectrode  positive,  on  pourrait  avoir  le  même 
avantage  en  employant  comme  électrode  supplémentaire  une  petite 
plaque  de  peroxyde  de  plomb.  Cependant  on  n'obtient  pas  ainsi 
de  résultats  très  certains,  car  la  plaque  peut  retenir,  soit  des 
traces  de  produits  suroxygénés,  soit  même  simplement  de  l'acide 
sulfurique  de  concentration  plus  élevée  qui  ne  diffuse  que  très  len- 
tement (on  verra  dans  la  suite  que  c'est  à  la  positive  que  se  pro- 
duisent les  plus  grandes  variations  de  concentration  d'acide,  tandis 


FORGE  ÉLECTROMOTKICE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


115 


que  la  porosité  de  la  matière  est  plus  faible  que  celle  de  la  matière 
active  négative),  lien  résulle,  dans  tous  les  cas,  une  certaine  incons- 
tance du  potentiel  de  Télectrode  supplémentaire  au  peroxyde  de 
plomb.  Son  défaut  de  porosité  ne  lui  permet  d'ailleurs  pas  de  suivre, 
comme  le  fait  la  négative  témoin,  les  variations  de  concentration  de 
réiectrol}  te  dans  lequel  elle  reste  plongée  pour  les  mesures. 

Comme  dans  la  plupart  des  cas,  ce  qui  est  le  plus  intéressant  à 
étudier,  c'est  la  façon  dont  se  comportent  les  deux  électrodes  par 
rapport  à  Télectrolyte  dans  son  état  actuel  (on  sait  que  celui-ci 
diminue  de  concentration  pendant  la  décharge  et  augmente  de  con- 
centration pendant  la  charge),  il  importe  alors  de  faire  usage  de  la 
négative  témoin  libre  dans  le  liquide. 

Si  on  employait  celle-ci  enfermée  dans  un  vase  poreux  contenant 
de  l'acide  ayant  la  densité  de  Télectrolyte  fin  charge,  il  est  évident 
qu'on  obtiendrait,  pour  Télectrode  positive  étudiée,  une  variation 
moins  grande  qu'elle  n'est  en  réalité  pendant  que  celle  due  à  l'élec- 
trode négative  serait  augmentée  de  la  même  quantité,  celle-ci  cor- 
respondant justement  à  chaque  instant  à  la  valeur  du  couple  Pb 
spongieux  |  acide  sulfurique  de  con- 
centration fin  charge  |  Pb  spon- 
gieux I  acide  sulfurique  de  concen- 
tration correspondant  à  l'instant 
considéré. 

Dans  le  cas  où  on  veut  une  grande 
précision,  pour  éviter  la  petite  er- 
reur que  peut  introduire  Tépaisseur 
de  la  négative  témoin,  épaisseur 
qui  n'est  pas  négligeable  devant 
lecartement  des  plaques,  on  peut 
disposer  celle-ci  dans  un  tube  suf- 
fisamment effilé  à  la  partie  infé- 
rieure pour  qu'on  puisse  considérer 
sa  position  en  un  point  bien  déterminé  et  équidistant  des  deux  élec- 
trodes. 

Comme  électrode  supplémentaire,  Dolezalek  '  emploie  l'électrode- 
hydrogène.  A  cet  effet,  le  vase  G  {fig,  22),  qui  renferme  les 
deux  plaques  de  l'accumulateur  à  étudier,  communique  par  un 
long  tube  r  avec  l'électrode  p  en  platine  platiné  (recouvert  de  noir  de 


Fio.  22.  —  Électrode 
supplémentaire-hydrogène. 


1.  ZeUtchrift  f.  F.leclrochemie,  p.  533  ;  25  mai  1899. 


116  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

platiney,  qui  est  saturé  de  gaz  hydrogène  et  plonge  dans  Tacide 
sulfurique  étendu.  Pour  obtenir  cette  saturation,  on  fait  arriver  un 
courant  d'hydrogène  gazeux  à  la  partie  inférieure  du  tube  qui  ren- 
ferme p,  le  dégagement  s'effectuant  par  un  tube  effilé  situé  à  la 
partie  supérieure;  v  est  un  cylindre  plongeur  en  verre,  dont  le  but 
est  de  diminuer  le  volume  du  liquide  et,  par  suite,  de  faciliter  Tabsorp- 
lion  de  Thydrogène  par  le  platine,  absorption  qui  est  très  longue 
sans  cette  précaution.  Pour  éviler  les  erreurs  dues  à  la  diffusion  de 
rhydrogène,  le  robinet  du  tube  r  n'est  ouvert  que  pendant  le  court 
instant  des  mesures. 

Sous  la  réserve  faite  plus  haut  de  la  variation  de  concentration  de 
rélectrolyte  de  Taccumulateur  étudié,  cette  méthode  est  très  exacte; 
mais  elle  est  aussi  très  compliquée  et  ne  s'emploie  qu'en  mesurant 
les  différences  de  potentiel  par  la  méthode  de  compensation. 

2**  Considérations  théoriques  sur  V emploi  des  électrodes  supple'men- 
laires.  —  Quelle  que  soit  l'électrode  supplémentaire  employée,  il 
convient  toujours  d'indiquer  celle-ci  avec  le  résultat  de  mesures 
I  fTectuées.  Non  seulement,  en  effet,  les  valeurs  absolues  des  lensions 
anodique  ou  cathodique  diffèrent  par  l'emploi  d'électrodes  supplé- 
mentaires différentes,  mais  encore  les  valeurs  relatives  de  ces  ten- 
sions. 11  suffit,  pour  le  comprendre,  d'étudier  le  fonctionnement  des 
différents  couples  : 

cathode  ou  anode  |  électrolyte  |  électrode  supplémentaire. 

Si  nous  prenons,  par  exemple,  la  négative  témoin  en  plomb  spon- 
gieux, lorsque  nous  mesurerons  la  tension  anodique,  l'électrode 
supplémentaire  formera  toujours  l'électrode  négative  du  couple 
mesuré,  aussi  bien  pendant  la  charge  que  pendant  la  décharge  de 
Taccumulateur,  et  on  aura  la  réaction  suivante  : 

Pb02-i-    Pb    +  2H2SO«  =  2PbSO*-f  2HaO. 

anode     élecir.  suppl. 

Dans  la  mesure  de  la  tension  cathodique,  l'électrode  supplémen- 
liiire  formera  l'électrode  négative  du  couple  pendant  la  décharge, 
vi  positive  pendant  la  charge,  de  sorte  que  les  deux  équations  de 
réaction  seront  respectivement  : 

Pb     +  PbSO'  :  -  PbSO»  -^  Pb      pendant  la  décharge 

éleclr.  suppl.         calhode       elertr.  suppl.    cathode 


FORCE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'ACCU  M  UI-ATEUR  AU  PLOMB  117 

et 

Pb  +  PbSO»  («)  =  PbSO»  +    Pb        pendant  la  charge. 

cathode       éleetr.  sappl.         cathode     éleclr.  suppl. 

Pendant  la  mesure  de  la  tension  cathodique,  il  n'y  a,  comme  on 
voit,  aucune  variation  de  Télectrolyte,  le  sulfate  de  plomb  étant 
solide,  ce  qui  signifie  que  la  tension  cathodique  ainsi  obtenue  sera 
indépendante  de  la  concentration  de  Tacidede  Taccumulateur  (à  con- 
dition, bien  entendu,  que  la  négative  témoin  soit  employée  libre  dans 
le  liquide  de  Taccumulateur).  11  n*en  est  pas  ainsi  à  Tanode,  et  la 
tension  anodique  mesurée  suivra  toutes  les  variations  de  concen- 
tration comme  la  force  électromotrice  de  Taccumulateur. 

Si,  au  lieu  de  faire  usage  de  la  négative  témoin,  on  employait  une 
positive  témoin  (électrode  supplémentaire  en  PbO^),  on  aurait  de 
même,  pendant  la  mesure  de  la  tension  anodique, 

PbO*  +  PbSO^  =  PbSO»  +Pb02  pendant  la  décharge  de  raccumulateur 

éIrcLr.  sappl.        anode        éleetr.  suppl.     anode 

et 

PbOî»  +  PbSO»  =  PbSO»  +    PbO»      pendant  sa  charge. 

anode       éleetr.  sappl.        anode         éleetr.  suppl. 

La  tension  anodique  est  alors  indépendante  de  la  concentration  de 
Tacide. 

Au  contraire,  c'est  la  tension  cathodique  qui  devient  ici  dépendante 
de  la  concentration  dans  les  mêmes  proportions  que  la  force  électro- 
motrice de  Taccumulateur,  puisqu'on  a  alors  pendant  la  mesure  : 

Pb  -f    PbOa    +  2H2SO*  =r  2PbS0«  +  2H20 

cathode    éleetr.  suppl. 

aussi  bien  pendant  la  charge  que  pendant  la  décharge  de  l'accumu- 
lateur. 

Prend-on  maintenant  l'électrode  supplémentaire  au  mercure  ?  Ici, 
pendant  les  mesures,  le  mercure  forme  l'électrode  négative  avec 
l'anode  de  l'accumulateur  et  l'électrode  positive  avec  la  cathode  de 
raccumulateur  aussi  bien  pendant  la  charge  que  pendant  la  décharge, 
de  sorte  que  l'on  a  les  réactions  suivantes  : 

Pb03  +    2Hg    +  2H2SO»  =  PbSO»  +  Hg2S0*  +  2H20 

anode       éleetr.  suppl.  anode  éleetr.  suppl. 

lors  de  la  mesure  de  la  tension  anodique 
1.  L'électrode  supplémsataîre  est  réversible  par  rapport  aux  ions  SO*. 


118  LES  AGCUMUIATEURS  ÉLECTRIQUES 

et 

Pb  +  Hg2S0«  =  PbSO*  +     2Hg 

ealhode     éleotr.  suppl.        cathode         électr.  suppl. 

lors  de  la  mesure  de  la  tension  cathodique. 

Les  deux  sulfates  Hg^SO'  et  PbSO*  étant  solides,  la  tension 
cathodique  sera  indépendante  de  la  concentration,  tout  comme  par 
remploi  de  la  négative  témoin. 

Avec  l'électrode  supplémentaire-hydrogène,  de  Dolezalek,  les 
réactions  seraient 

PbO>  +       H2      +  H2S0»  =  PbSO<  +  2H>0 

anode       électr.  suppl. 

pendant  la  mesure  de  la  tension  anodique 
et 

Pb  +  H^SO»  z=      H»      +  PbSO* 

cathode    électr.  suppl.  électr.  suppl.        cathode 

pendant  la  mesure  de  la  tension  cathodique. 

Dans  les  deux  cas,  il  y  a  IH^SO*  consommé;  dans  le  premier 
cas,  en  outre,  il  y  a  formation  de  211^0.  C'est  dire  que  les  tensions 
anodique  et  cathodique  seront  variables  avec  la  concentration  de 
Facide,  la  tension  anodique  devant  varier  un  peu  plus  que  la  tension 
cathodique,  comme  nous  le  verrons  dans  la  suite. 

3°  Considérations  pratiques  sur  V emploi  des  électrodes  supplémen- 
taires, —  En  pratique,  quelques  précautions  sont  nécessaires  dans 
Femploi  de  ces  électrodes.  En  premier  lieu,  il  convient  de  ne  pas 
placer  Télectrode  même  entre  deux  plaques,  ce  qui  changerait  la 
répartition  des  lignes  de  courant;  il  se  produirait  une  diminution  de 
la  résistance  intérieure  entre  les  deux  plaques  considérées  qui  tra- 
vailleraient plus  que  les  autres.  Dans  Télectrode  supplémentaire 
même  s'établiraient  des  courants  entre  les  deux  faces  opposées  pla- 
cées à  des  potentiels  différents,  par  suite  de  la  chute  de  tension  due 
à  la  résistance  intérieure  de  Télectrolyte.  Si  cette  électrode  est  enfer- 
mée dans  un  récipient  terminé  par  un  tube-  efQlé,  celui-ci  peut  être 
placé  de  façon  à  déboucher  entre  les  plaques  et  à  égale  distance  de 
la  positive  et  de  la  négative,  de  sorte  que,  dans  la  tension  anodique 
et  dans  la  tension  cathodique,  entre  la  même  valeur  due  à  la  perte 
ohmique  provenant  de  la  résistance  de  Télectrolyte . 

Lorsque  l'électrode  supplémentaire  doit  être  libre  dans  le  liquide, 
il  convient  de  faire  ses  dimensions  aussi  faibles  que  possible  et  de 
la  placer  en  dehors  des  plaques  et  à  égale  distance  de  la  positive 
que  delà  négative. 


FORCE  ÉLECTROMOTRIGE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PIX)MB 


J19 


Certaines  particularités  intéressantes  ont  été  mises  eii  luftiiêre 
par  C.  Liebenow  *  lorsqueFélément étudié  présente  certaines  anoma  - 
lies.  Dans  un  cas,  un  élément  dont  les  négatives  limitaient  la  capa- 
cité était  mis  en  décharge  à  l'aide  d'une  source  extérieure  qui  per- 
mettait de  pousser  très  loin  cette  décharge. 

Au  moment  du  crochet^  de  la  négative,  on  constatait  également 
un  crochet  de  la  courbe  positive,  qui  pouvait  faire   croire  que  la 
capacité  des  positives  n'était  pas  supérieure  à  celle  des  négatives. 
En  réalité,  il  n'en  était  rien,  et,  la  décharge  étant  poursuivie,   la 
courbe  positive  remontait  assez  rapidement  pour  reprendre  sou 
cours  normal  jusqu'au  véritable  crochet,  indice  de  l'épuisement  des 
positives.  La  figure  23  indique  clairement  ce  poiat  singulier  ;  dans 
cette  figure,  la  courbe  en  trait 
plein  se  rapporte  à  la  positive, 
et  la  courbe  ponctuée,  à  la  néga- 
tive.  Au  point  singulier   de  la 
positive,   l'allure  réelle  est  évi- 
demment la  courbe  qui  relie  les 
deux  points. 

Ce  phénomène  se  produit  no- 
tamment lorsqu'une  plaque  pos- 
sède un  contact  défectueux  avec 
la  prise  de  courant.  L'auteur  a 
réalisé  ces  conditions  en  prenant 
un  élément  dont  les  négatives 
limitaient  la  capacité  et  en  des- 
soudant une  des  négatives  que  l'on  reliait  à  la  prise  de  courant  sim- 
plement par  un  crampon  de  fer. 

Au  moment  où  les  négatives  épuisées  s'inversaient  et  où  le  déga- 
gement d'oxygène  se  produisait  momentanément  à  leur  surface,  on 
constatait  que  le  crampon  en  fer  devenait  incandescent. 

Ce  fait  s'explique  aisément  :  la  négative  dont  le  contact  avec  la 
prise  de  courant  offrait  une  certaine  résistance  a  débité  moins  que 
les  autres  négatives,  et,  quand  ces  dernières  s'inversaient  après  épui- 
sement, la  première  prenait  pour  quelques  secondes  la  plus  grande 
partie  du  courant  total  de  l'élément.  Il  en  résulte  que,  pendant  cette 

i.  Zeilschrift  f.  Elektrochemie^  t.  VIH,  p.  616;  ^  VÉclairage  électrique^ 
t.  XXXIV,  p.  33. 

2.  Nous  verrons  qu'on  appelle  ainsi  la  partie  de  la  courbe  de  tension  qui 
baisse  rapidement. 


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Heures 
Fio.  23.  —  Courbes  des  tensions 
anodique  et  cathodique. 


120 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


période,  de  forts  courants  vagabonds  prenaient  naissance  entre  les 
diiïérentes  positives,  dont  Tépuisement  n'était  pas  encore  atteint,  et 
la  négative  considérée.  Ce  sont  ces  courants  vagabonds  qui,  causant 
une  chute  de  potentiel,  provoquent  Tanomalie  signalée  dans  les 
mesures  avec  Télectrode  supplémentaire. 

Un  phénomène  du  même  genre  a  été  obtenu  dans  les  conditions 
suivantes  :  on  essayait  une  plaque  négative  entre  deux  plaques  posi- 
tives de  même  grandeur,  mais  ayant  dans  un  cas  une  capacité  plus 
petite  et  dans  Tautre  une  capacité  plus  grande  que  la  négative. 


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Heures 
Fio.  24.  •—  Courbes  des  tensions 
aux  boraeSf  anodique  et  cathodique. 


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FiG.  2j.  —  Elément  en  décharge. 


En  déchargeant  à  la  même  intensité  dans  les  deux  cas,  on  obtenait 
pour  la  négative  les  courbes  différentes  représentées  par  la  figure  24, 
la  courbe  IN  se  rapportant  à  la  négative  déchargeant  entre  deux 
positives  à  faible  capacité  et  UN  entre  deux  positives  à  grande 
capacité. 

Les  courbes  P  et  K  sont  relatives  aux  variations  de  tension  aux 
positives  et  aux  bornes  dans  chacun  de  ces  deux  cas. 

On  constatait  en  outre  que  si,  dans  le  cas  1,  la  décharge  était  pour- 
suivie jusqu'à  inversion  des  positives,  la  courbe  de  la  négative 
redescendait  et  reprenait  son  allure  normale  11. 

La  figure  25  permet  de  comprendre  cette  anomalie  :  au  commen- 
cement de  la  décharge,  les  lignes  de  courant  vont  directement  de  la 
négative  aux  faces  des  positives  qui  sont  en  regard,  tandis  qu'une 
très  petite  partie  de  celles-ci  suit  le  chemin  indiqué  par  les  flèches. 
Mais,  lorsque  les  faces  positives  intérieures  sont  épuisées,  toutes  les 
lignes  de  courant  prennent  la  direction  des  flèches  pour  rejoindre 
les  faces  extérieures  des  positives,  et  Télectrode  supplémentaire 
située  au-dessus  des  plaques  est  soumise  à  Tinfluence  de  ce  courant. 


FORGE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  121 

La  chute  de  tension  augmente  par  suite  de  l'augmentation  de  lon- 
gueur des  lignes  de  courant;  dans  Tespace  extérieur,  la  perte  en 
volts  reste  relativement  faible  à  cause  de  la  grande  section  d'acide  ; 
il  n'en  est  pas  ainsi  entre  les  plaques,  et  la  tension  mesurée  entre 
Télectrode  supplémentaire  et  la  négative  augmente  de  cette  perte 
en  volls^  ce  qui  peut  faire  croire  à  l'épuisement  de  la  négative. 

Une  influence  du  même  genre  peut  se  produire  lorsqu'on  emploie 
comme  négatives  extrêmes  d'un  élément  des  plaques  semblables  aux 
négatives  intermédiaires.  Dans  ce  cas,  l'épuisement  des  premières 
survenant  plus  tard  que  celui  des  négatives  intermédiaires,  des 
courants  vagabonds  peuvent  également  se  produire  et  fausser  les 
résultats  des  mesures  avec  électrode  supplémentaire.  C'est  ainsi 
qu'on  peut  obtenir  pour  la  variation  de  tension  anodique  l'allure  de 
la  courbe  de  la  figure  23. 

Dans  tous  les  cas,  ces  incertitudes,  qui  ne  se  produisent  qu'avec 
des  éléments  anormaux  soumis  à  de  fortes  densités  de  courant,  dis- 
paraissent lorsqu'on  pousse  la  décharge  suffisamment  loin.  Elles 
montrent  bien  (cas  de  la  figure  24)  l'influence  de  la  position  de  l'élec- 
trode supplémentaire,  influence  d'autant  plus  nette  que  l'intensité 
est  élevée. 

Variation  de  la  force  électromotrioe  avec  la  ooncentration  de  racide. 
—  1*  Déterminations  expérimentales,  —  L'étude  thermochimique  de 
Taccumulateur  nous  a  montré  que  la  force  électromotrice  devait  être 
dépendante  delà  concentration. 

Quoique  cette  dépendance  n'ait  pu  être  calculée  que  récemment, 
d'après  les  nouvelles  théories  électrochimiques,  depuis  longtemps 
déjà  elle  a  été  déterminée  expérimentalement.  En  1883,  Preece* 
montrait  déjà  cette  dépendance,  Heim  ^  a  fait  des  mesures  sur  un 
élément  Tudor  rempli  d'acide  de  plus  en  plus  concentré.  L'élément 
était  chargé  et  déchargé  plusieurs  fois,  et  la  force  électromotricc 
était  mesurée  quinze  à  dix-huit  heures  après  la  dernière  charge,  ce 
temps  étant  nécessaire  pour  faire  disparaître  la  surélévation  passa- 
gère de  la  force  électromotrice  qui,  ainsi  qu'on  le  verra  plus  loin, 
se  produit  à  la  fin  de  la  charge.  Heim  trouva  ainsi  que  la  force 
électromotrice  croît  presque  exactement  proportionnellement  à  la 
concentration  de  l'acide. 


t.  Proceedings  of  Ihe  Royal  Society,  1883,  p.  i60. 
2,  Elektrotechnische  ZeiUchr.,  t.  X,  p.  88;  1889. 


122 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


F.  Streintz*  a  également  expérimenté  sur  un  élément  Tudor  et  a 

trouvé  que  la  force  électromolrice  E^  à- la  concentration  c  exprimée 

en  grammes  de  H'SO^  par  litre  peut  s'exprimer  par  la  fonction 

linéaire  : 

Ee  =  1,850  + 0,00057c. 

Le  tableau  27  suivant  donne  d'ailleurs  les  mesures  effectuées  par 
Streintz  et  les  valeurs  calculées  à  Taide  de  cette  formule. 


TABLEAU  27 


CONCKNTRATION  c 

FORCE  iî;ï.r:tromotrice  en  volts     I 

S0«H8  par  litre 

MBSL'RéB 

CALCri-Él 

86,3 

1,900 

1,899 

166,1 

1,950 

1,945 

236,7 

1,987 

1,985 

296,9 

2,021 

2,019 

366,3 

2,055 

2,059 

425,2 

2,087 

2,092 

470,0 

2,116 

2,118 

516,3 

2,149 

2,144 

570,4 

2,173 

2,175 

611,6 

2,195 

2,199 

640,9 

2,217 

2,215 

68t,2 

2,235 

2,240 

Gladstone  et  Hibbert,  dans  une  communication  faite  le  12  mail89â 
à  rinstitution  of  Electrical  Engineers^,  donnent  les  résultats  d'expé- 
riences effectuées  avec  des  électrodes  composées  de  gros  (ils  de 
plomb  recourbés  sur  eux-mêmes  et  enduits  de  pâte,  la  partie  active 
ayant  ainsi  sur  chaque  électrode  8  centimètres  de  longueur  et 
1  centimètre  de  diamètre. 

Les  forces  électromotrices  étaient  mesurées  par  la  méthode  du 
potentiomètre  ;  dans  toutes  les  expériences,  les  plaques  étaient  char- 
gées à  fond,  puis  lavées  pour  les  débarrasser  des  produits  de  Télec- 
trolyse. 

Dans  une  première  série  d'essais,  ils  déterminèrent  la  variation 
de  la  force  électromotrice  avec  la  densité  de  l'acide  imprégnant  les 
deux  plaques. 

1.  Wiedm.  Ann  ,  t.  XLVI,  p.  449;  1892;  —  Die  Théorie  des  Bleiaccumulalors, 
p.  28  (Dolezalek). 

2.  Lumière  électrique,  t.  XLV,  p.  38. 


FORCE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


123 


Le  tableau  28  suivant  ainsi  que  la  courbe  I  [flg,  26)  donnent  les 
résultats  obtenus  : 

TABLEAU    28 


AUDE 

FORCE 

AOTOOR  Des  DBCX    PLAQUES 

ÉLECTROMOTRICE 

Deosilé 

Acide  en  0/0 

E3«    VOLTS 

1,045 

6,5 

1,887 

1,065 

9,5 

1,898 

1,080 

11,5 

1,915 

1,115 

16,2 

1,943 

1,157 

21,7 

1,978 

1,217 

29,2 

2,048 

1,254 

33,7 

2,088 

1,335 

43,0 

2,170 

Dans  chaque  cas,  on  passait  d'un  acide  à  un  acide  plus  concentré, 
et  on  laissait  les  plaques  s'imprégner  pendant  quinze  minutes  avant 
de  faire  la  lecture. 


2.3 

1         1         1          1 

1    1    1 
1     1    1 

_L__1  -1. 

1      ! 

zx 

^tH^4  -i 

t4-^- 

> 

""i'iis^ 

Kti-i- 

2.0 

'II' 

s^.- 

1.9 

-i-i-i-f- 

.  J  .  -  4  -  > 
1           1 

Sj — 

1.8 

!    î         1 

1           1 
1           1 

80    70 


60      50      40       30      20      10       0 


Fio.  26.  —  Variation  de  la  force  électromolrice  avec  la  concentration 
de  Tacide  sulfurique. 


Dans  une  deuxième  série  d'essais,  ces  auteurs  cherchèrent  à  avoir 
une  échelle  plus  étendue. 

Pour  cela,  ils  partirent  d'une  concentration  très  faible  et  détermi- 
nèrent la  force  électromotrice  en  augmentant  jusqu'à  49  0/0,  puis 
en  redescendant  de  49  0/0  à  0. 


124  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Les  résultats  obtenus  sont  consignés  dans  le  tableau  29  suivant 

TABLEAU    29 


FORCB  ÉLECTROMOTRICE  EN  VOLTS      | 

DURÉE 

DE  l'aBSORPTIOX 

DENSITÉ 

OB      l'acide 

HÏS04 
en  0/0 

SÉRIE 

siRIB 

MOYENNK 

ASCBRUANTB 

DESCENDANTE 

1  heure 

1,00 

traces 

1,507 

1,507 

» 

4,008 

4,2 

1,747 

1,777 

1,762 

1               )) 

1,013 

2,0 

1,792 

1,825 

1,808 

» 

1,020 

3,1 

1,835 

1,867 

1,851 

» 

1,037 

5,6 

1,875 

1,908 

1,891 

30  minutes 

1,071 

10,4 

1,922 

1,953 

1,937 

>i 

1,154 

21,3 

1,993 

2,016 

2,004 

» 

1,233 

31,2   • 

2,055 

2,066 

2,060 

15      » 

1,388 

49,0 

2,149 

2,149 

Comme  Tacide  de  forte  concentration  attaque  le  plomb,  Tessai 
fut  continué,  de  la  concentration  43,5  0/0  à  la  concentration  88,5  0/0, 
en  laissant  la  négative  dans  de  Tacide  à  27  0/0. 

Le  tableau  30  suivant  donne  les  résultats  obtenus  : 


TABLEAU   30 


DURÉE 

DE     l'absorption 

dans  le  peroxyde 

ACIDE 

AOTOOR  Dit  LA  POSITIVE 

1 

FORCE  ÉLECTROMOTRICE  EN  VOLTS      1 

DENSITÉ 
DE      L*ACIDE 

n-2soi 

en  0/0 

siniB 

ASCENUA.HTE 

s£niB 

DESCENDANTE 

MOYENNE 

50  minutes 

» 

» 

1  heure 

» 

1,338 
1,446 
1,569 
1,605 
1,723 
1,814 

43,5 
54,8 
66,0 
69,0 
■    79,0 
88,5 

2,106 
2,179 
2,259 
2,279 
2,354 
2,442 

2,163 
2,233 
2,298 
2,342 
2,398 

2,135 
2,206 
2,277 
2,310 
2,376 
2,442 

Les  deux  courbes  de  la  figure  27  ont  été  tracées  en  prenant  comme 
force  électromotrice  la  moyenne  des  deux  séries  ascendante  et  des- 
cendante. 

En  augmentant  encore  la  densité,  on  obtenait,  d'autre  part, 
2,44  volts  pour  une  concentration  de  91,5  0/0  autour  de  la  positive. 


FORCE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


125 


Prenant  enfin  de  Tacide  IPSO*  pur  et  plongeant  la  positive  PbO* 
et  une  négative  en  Pb  ordinaire  lisse,  la  force  électromolrice  attei- 
gnait, après  plusieurs  heures,  2,607  volts. 

2,6 


70       60       50 

FiG.  27.  —  Variation  de  la  force  électromolrice  avec  la  concentration 
de  l'acide  sulfurique. 

Dolezalek  *  a  fait  également  des  mesures  relatives  à  la  variation 
de  la  force  électromotrice  en  fonction  de  la  concentration  en  partant 
de  matières  chimiquement  pures  et  en  prenant  comme  étalon  l'élé- 
ment normal  Weston  de  force  électromotrice  1,022  volt  à  la  tem- 
pérature 15<^  C.  II  obtint  ainsi  les  valeurs  suivantes  (tableau  «Hi)  : 

TABLEAU   31 


DENSITÉ 

U2S04  0/0 

FORCE  ÉLECTROMOTRICE 
eo  volt»  à  /  rz  15«  C. 

i,050 
1.150 
1,200 
1,300 
1,400 

7,37 
20,91 
27,32 
39,19 
50,  H 

1,906 
2,010 
2,051 
2,U2 
2,233 

Dans  des  expériences  que  nous  avons  effectuées  à  ce  sujet,  nous 
avons  pris  des  petites  plaques  à  pastilles  bien  formées  que  nous 
avons  débarrassées  des  produits  secondaires  de  Télectrolyse  par  un 
lavage  à  Teau  d'une  durée  de  deux  jours.  On  avait  préparé,  d'autre 
part,  des  acides  de  concentrations  différentes,  dans  lesquels  furent 

1.  Dolezalek,  Die  Théorie  des  DleiaccumulalorSy  p.  29. 


126 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


plongées  une  plaque  positive  et  une  plaque  négative.  Dans  chaque 
élément,  la  force  électromotrice  croissait  d'abord,  par  suite  de  la 
diffusion,  pour  atteindre  une  valeur  qui  se  maintenait  rigoureusement 
constante  après  trois  heures  et  demie  environ  d*imbibition;  la  même 
valeur  était  d'ailleurs  obtenue  après  quarante-huit  heures.  On  peut 
donc  considérer  qu'elle  correspond  bien  à  la  force  électromotrice 
pour  la  concentration  de  Tacide  mesurée  dans  chacun  des  éléments. 
C'est  ainsi  que  furent  obtenues  les  valeurs  consignées  dans  le 
tableau  32  suivant  : 

TABLEAU   32 


DENSITÉ 

HÎS04  0/0 

FORCE  ÉLECTROMOTRICB 

DE    l'acide 

Kl»  VOLTB 

1,043 

6,60 

1,867 

4,071 

10,30 

1,898 

1,114 

16,00 

1,927 

1,195 

26,40 

1,987 

1,302 

39,50 

2,082 

1,460 

56,10 

2,2035 

On  trouvera  rassemblées  dans  le  tableau  33  les  valeurs  obtenues 
par  les  différents  auteurs. 

TABLEAU   33 


FORCE  ÉLECTKOMOTRICE  MESURÉE  EN  VOLTS              || 

DENSITÉ 

DEGRÉS 

H2S04 

H2S01 

■ 

■ 

EX    ORAMMES 

OLADSTONB  bT  HIBBERT 

DB      L^ACIDE 

BAOMÉ 

pour  100 

par  lilre 

STBElMTt 

\*r»  essais 

2»"  essais 

DOLBZALBR 

l'adtbur 

1,00 

0 

traces 

traces 

1,507 

1,007 

1 

1,9 

19 

1,755 

1,044. 

5,9 

6,7 

70 

1,889 

1,887 

1,901 

1,892 

1,867 

1,063 

8,4 

9,2 

98 

1,907 

1,898 

1,925 

1,917 

1,889 

C«icntntiM 

1,075 

10 

10,8 

116 

1,920 

1,910 

1,940 

1,930 

1,901 

Biriile 

1,H6 

15 

16,2 

181 

1,957 

1,943 

1,974 

1,975 

1,928 

1,162 

20 

22,2 

258 

1,997 

1,983 

2,009 

2,019 

1,963 

1,210 

25 

28,4 

344 

2,043 

2,039 

2,046 

2,060 

2,001 

1,263 

30 

34,7 

438  - 

2,096 

2,098 

2,079 

.2,107 

2,048 

1,320 

35 

41,6 

549 

2,163 

2,156 

2,113 

2,161 

2,096 

1,383 

40 

48,3 

668 

•2,227 

2,148 

2,217 

2,147 

1,453 

45 

55,4 

805 

2,197 

FORCE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'AGCUMUIATEUR  AU  PLOMB  127 

Ces  valeurs  sont  assez  concordantes  ;  les  petites  dilTérencespeuvent 
provenir  en  partie  de  la  pureté  plus  ou  moins  grande  des  matières 
employées  ainsi  que  de  la  température;  mais  elles  dépendent  surtout 
des  difficultés  que  Ton  éprouve  à  obtenir  la  même  concentration 
dans  les  pores  de  la  matière  active  (positive  principalement]  et  dans 
Tacide  extérieur. 

^  Déterminations  théoriques.  —  Ainsi  que  nous  l'avons  vu,  la  théorie 
permet  de  prévoir  Finfluence  de  la  concentration  de  Tacide  sur  la 
force  électromotrice. 

Pour  calculer  celle-ci,  Dolezalek*  met  en  opposition  deux  accumu- 
lateurs, dont  l'un  A  renferme  un  acide  plus  concentré  que  l'autre  B. 
Comme  celui-ci  a  une  force  électromotrice  inférieure  au  premier,  on 
peut  le  charger  aux  dépens  de  celui-là.  Dans  les  deux  éléments,  la 
transformation  des  substances  PbO^,  Pb  et  PbSO*  se  fait  donc  en 
quantités  égales  et  en  sens  inverse,  et  la  pro  Juction  d'énergie  élec- 
trique est  entièrement  fournie  par  le  passage  de  H^SO*  de  A  vers  B 
et  de  H«0  de  B  vers  A. 

Si  on  appelle  AE  la  différence  de  force  électro motrice  des  deux 
éléments,  pour  une  quantité  d'électricité  fournie  par  le  système 
égale  à  96.540  coulombs  (correspondant  à  la  décomposition  de 
\  équivalent-gramme),  la  variation  d'énergie  libre  F  devient  égale  à 

F  =  96540AE  joules. 


La  détermination  de  F  peut  s'effectuer  de  deux  façons  différentes  : 
1"*  par  le  calcul  des  quantités  de  chaleur  qui  accompagnent  le  mélange 
de  l'acide  sulfurique  et  de  l'eau  et  l'application  du  coefficient  de  tem- 
pérature de  AE  ;  i**  par  application  du  calcul  de  Helmholtz  au  cycle 
isotherme  de  vaporisation. 

La  chaleur  W  dégagée  par  le  mélange  de  a  molécules-grammes 
de  H*SO*  avec  b  molécules-grammes  d'eau  est  égale  d'après 
J.  Thomsen*,  à  : 

W  =  ^/^;7^ç)8^ -17.860  calories, 


1.  Wiedm.  Ann.,i.  LXV,  p.    894-916,   juillet    1898;    —  Eclairage  électrique, 
t.  XVII,  p.  490. 

2.  Thermochem.  Untefsuchungen^  t.  III,  p.  54. 


128  LES  ACCUNfULATÈtJRS  ÉLECTRIQUES 

OU  encore  d'après  Pflaundler  à  : 

W  =  .    ,^;tn    17920  calories. 
b+  4,59a 

La  chaleur  Q  ou  Q'  dégagée  par  le  mélange  de  IH^O  ou  IH^SO^ 
avec  une  grande  quantité  d'une  solution  sulfurique  renfermant 
a  molécules-grammes  H*SO*  et  b  molécules-grammes  H*0  sera  évi- 
demment : 

^  =  18=  (6  +  i,798a)»  *  '^^^  ^^'^"'^  (Thomsen), 
ou 

^  "^  (6  +  4)590)2  ^^^^"^s  (Pflaundler); 

Q  =  dï  =  (6  +  i,798a)2  "^^^"*""  (Thomsen), 
ou 

^  "^  (6+i,59a)2  calories  (Pflaundler). 

La  variation  U  de  l'énergie  totale  de  notre  système  AB  devient, 
pour  1  molécule  H*SO*  engagée, 

U  =  Qb  -  Qa  +  Q'a  -  Q'b  . 

Dans  la  théorie  de  la  double  sulfatation,  il  faudra  évidemment 
prendre  2U,  puisque  2H2SO*  sont  engagés. 

En  appliquant  l'équation  d'Helmholtz,  il  vient,  toujours  en  admet- 
tant la  double  sulfatation, 

AE^     2.U  dAE 

2  .  23067  ^       dT  ^  ' 

équation  qu'il  est  facile  de  résoudre  puisqu'on  connaît  le  coefficient 
de  température  de  l'accumulateur  et  sa  variation  avec  la  concentra- 
tion. 

La  deuxième  méthode  consiste  à  calculer  la  différence  des  travaux 
de  mélange  de  H^SO*  dans  A  et  B.  On  suppose  pour  cela  qu'on  fait 
sortir,  par  une  vaporisation  isotherme,  une  quantité  d'eau  qui, 
ajoutée  à  1  molécule-gramme  II^SO*,  produirait  un  acide  de  même 


FORGE  ÉLECTROMOTRIGE  DE  LAGGUMUIATEUR  AU  PLOMB  129 

concentration  que  celui  de  Taccumulateur.  On  peut  ensuite  mélanger 
les  acides  de  même  concentration  sans  aucun  travail  positif  ou  néga- 
tif. L  acide  de  Taccumalateur    renfermant  aH^SO*  +   ôH*0,  il  y 

aura  donc  à  distiller  n  =  -  molécule-gramme  d'eau  par  molécule- 
gramme  d'acide  sulfurique. 

Désignons  par  px  et  p%  les  tensions  de  vapeur  constantes  des 
acides  de  A  et  de  B  et  par  p  la  tension  de  vapeur  variable  de  Tacide 
transformé.  Le  travail  de  distillation  pour  1  molécule-gramme  H'O 
est  égal  à  : 


et 


RT  lognép  ^  pour  le  premier 


RT  lognép^  pour  le  second, 


R  étant  la  constante  des  gaz. 

Pour  la   distillation  de  n^  et  ng  molécules-grammes,  ce  travail 
devient  respectivement  : 


=  RT  /  log.»,  ^  dn, 
Çb  =  RT  /  log.*p  -21  dn. 

^    0 


Le  travail  correspondant  au   transport  de  i   molécule-gramme 
H*SO*  de  A  vers  B  sera  donc: 

log.ép  ^  dn  -  RT   /  log.ép  ^  dn 

/Ib 
lognép  P  dn. 
n. 


Pour  le  transport  de  1  molécule-gramme  IPO  de  B  vers  A,  le  tra- 
vail est  égal  à  : 

RT  lognép  £^. 


130 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Le  travail  étant  exprimé  en  kilogrammètres,  la  constante  des  gaz, 
pour  1  molécule-gramme,  a  pour  valeur  : 

R  z=z  0,847. 

En  exprimant  le  travail  en  joules,  on  a  alors  : 

R=r  0,847.9,81, 

et  la  valeur  de  AE,  quotient  du  travail  total  par  le  nombre  de  cou- 
lombs correspondant  à  1  molécule-gramme,  soit  96.537  coulombs, 
devient  égale  à: 


._,       0,8i7.9,81  -,,     ,  ,  ,         PB  ,  r^*, 

96537       T(nBlogoépPB  +  lognép^  —  nAlognépPA  —J      lognip  pdn) 


En  divisant  par  0,4343  pour  passer  des  logarithmes  népériens  aux 
logarithmes  vulgaires,  il  vient  : 


AE  = 


=  1,983. 10-^T{/iBlogpB  +  log  ^—riAlogpA—   f  "  logpdn,    (2) 


équation  qui  permet  de  calculer  AE,  puisque  les  mesures  de  Diete- 
rici  *  font  connaître  très  exactement  les  tensions  de  vapeur  des  solu- 
tions d'acide  sulfurique. 

Pour  vérifier  Fexactitude  des  deux  formules  (1)  et  (2).  Dolezalek  a 
pris  des  éléments  fabriqués  à  Taide  de  Toxyde  de  plomb  pur  et  rem- 
plis de  solutions  sulfuriques  de  concentrations  différentes.  Les  forces 
électromotrices  mesurées  à  0^  C.  sont  portées  dans  le  tableau  34. 

Pour  calculer  les  valeurs  de  la  force  électromotrice  au  moyen  des 
équations  (1)  et  (2),  il  déterminait  les  différences  de  Eet  de  la  valeur 
de  III  (2,103  volts)  et  ajoutait  ces  différences  à  la  valeur  2,103  volts. 

Dans  le  tableau  34  suivant,  on  trouvera  également  les  mesures  de 
Heim  et  de  Streintz  sur  des  éléments  Tudor,  ainsi  que  les  valeurs 
du  coefficient  de  température  permettant  de  calculer  AE  d'après 
l'équation  (1). 

D'après  ce  tableau,  Taccord  serait  remarquable  entre  le  calcul  et  la 
mesure. 


1.  Wiedm,  Ann.,  t.  L,  p.  61  ;  1893. 


FORCE  ÉLECTROMOTRIGE  DE  L'AGCUMUIATEUR  AU  PLOMB 


131 


,C?AE 


La  valeur  du  terme  T  -^rjr  de  Téquation  (1)  a  été  déterminée  d'après 
les  mesures  des  coefficients  de  température  de  Streintz. 


TABLEAU    34 

vam 

DENSITÉ 
dMide 
15»C. 

H«S04 
pour  100 

n 

TENSION 
de 

VAPEUR  p 

en  mm.  Hg 

dE 

rfT 
milli  volts 
par  degré 

FORCE  ÉLECTROMOTRICE  E  à  0«  C.                1 
exprimée  en  yoUs                                M 

CALCULiB 

■BSORÉB                              II 

CD  partant 

en  partant 
.  dep 

Dolezalek 

Streintz 

Heim 

I 

1,553 

64,5 

3 

0,431 

+  0,04 

2,39 

2,383 

2,355 





II 

1,420 

52,15 

5 

1,297 

+  0,06 

2,25 

2,237 

2,253 

2,268 

- 

III 

1,266 

35,26 

10 

2,975 

+  0,11 

(2,10) 

(2,103) 

2,103 

(2,103) 

(2,103) 

IV 

1,154 

21,40 

20 

4,027 

+  0,32 

2,06 

2,000 

2,008 

1,992 

2,002 

V 

1,035 

5,16 

100 

4,540 

—  0,07 

1,85 

1,892 

1,887 

1,891 

— 

L'équation  (2)  montre,  en  outre,  que  toute  substance  ajoutée  à 
Facide  de  Taccumulatcur  et  qui  diminuerait  la  tension  de  la  vapeur 
d'eau  sans  entraver  le  fonctionnement  de  l'élément,  élèverait  la  force 
électromotrice.  Il  paraît  cependant  très  difficile  de  trouver  une  telle 
substance  résistant  aux  actions  oxydantes  du  peroxyde  et  réductrices 
du  plomb  spongieux. 

Procédant  d'après  la  première  méthode,  nous  avons  déterminé  les 
valeurs  de  Q  et  Q'  et  par  suite  les  valeurs  de  2U  en  prenant  comme 
base  la  densité  d'acide  1,044,  pour  laquelle  le  coefficient  de  tempé- 
rature est  nul,  d'après  les  déterminations  de  Dolezalek.  Les  valeurs 
obtenues  ont  été  résumées  dans  le  tableau  35. 


132 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


p 

BÛ 


p 

H 

r. 

1 

a 

—  0,0288 

-  0,0246 

0 

çO'Moooiïor^c^r-o* 

cs].^GyiOd.^ocoaoro 
-^(Na-oooroï^coosr- 

O  o"  O  o  o"  O  o"  O  o" 

+++++++++ 

0 

1 

s 

—  0,0270 

—  0,0227 

0 

—    co    -^    :tfî-  «r    art    a.'î 

5  §  S  §  2  S  S  gS  5? 

O  O  d"  O  o"  O  o  o"  o 

+++++++++ 

1 

-  0,0306 

—  0,0266 

0 

04    "v^    an    ^    aA                 an    ar, 

co    *1    ao    •*    i^    00    «O    O    ao 
^    <M    a.o    oa    co    00    •♦    «^    00 
OOOO'^-'^^C^COCO^ 

gToocToo^cToo 

+  +  +  +  +  f +  +  + 

< 

^     1 

»    1     1 

<   ÛQ   ^ 

S 

1 

—  1.249,2 

—  1.048,8 

0 

(N«OG>^<0^0000-*^-*«* 

oTcoa-o'coco   «o^oTr-   •** 
aftco-^-^O^^aiO^+t» 
aftcsCOOir^Oavjjc^îO 

c4    cô    aft    t^    o    cô    «Ô 

+++++++++ 

o 

—  1.410,2 

—  1.228,6 

0 

c<*^«o^O^«ooq^o«^c^oos^ 

croo"'*rço«o©for<N'co 

-N    -1   <o   an   ro   i"-    <M   -^    r- 

«DOaocoroococor; 

•^c^-*cooô-r^««*r^ 

+++++++++ 

C»                 ^ 

s 
§ 

< 
a. 

7.800 
7.700 
17.180 

aftOOOOOOOa.'O 
0«4     8«l^O(NOOf^CO 

'                 ^^^                                    1 

* 

o  o>  o 

p  s  s 

1-^   r-'   r^ 

ooooooooo          1 

COCOOOC^Oi'^^'NCNOO               H 
l-«    a.O    !-•    Oi    0>    oa    r-    vè«    O             | 

«d«d   a-'î^^côc'î^ooô           1 

"""'"^^     ^^^            1 

<=»                 ^ 

K 

■< 

r-    G^    ao 
r-    >n   3^ 
^-    ro    1^ 

:0    0000»000000 

cooc^^ço^r^c^Oaft^o^ 

oTcocTccT-^H'covirooi'^ 

—     COOC^OCO-^-iO» 

^    <N    co    a-o    c- 

S 

s 

CD 

O    OS    «^ 

v}j^«fi>^OOçO^OO^JftOOOO^ 

O»*'arrco'co''*^0-*^©r 

•v^-^-icor^cocsioaft»* 

•*^    (?l    co    ao    00 

g        S 
2       S 

a:    c    ?    j    , 

s'il 
1   ^ 
s    s 

!- 

00    -^ 
•^    00    -»H^ 
ao    ««jT  ^ 
3A    aA    aA 

•*^I^**<N'*^COCOC^O 
-^«^«*C4^COCO©IO 

«0^(S^0a^G^^00^00|-^O^ 

coco-To'ooaft'tNorçcr 

aAar5afta.o»*^-«i*coco 

1 1. 

•< 

00    ^    >«^ 

"  *  ". 

o"  O    O 

Q00vJ«C0-*-«0O-»-''*-« 
Ô    -^^^  00    CD    aft    Mj«^  «    00    fl^i^ 

•r.^^c«fco'-ijrarr«ooo 

u 

o 

«*   r^   -* 

coaftcONOCoococo 
Of^-^ço-^«0(Nooart 

OO-*--*-G4(NC0C0** 

a 

O 

FORCE  ÊLECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


133 


La  dernière  colonne  de  ce  tableau  représente  donc  les  différences 
calculées  entre  la  force  électroraotrice  pour  une  conceatration  quel- 
conque et  celle  due  à  Tacide  de  densité  i  ,04 1,  en  ne  tenant  pas  compte 
delà  variation  du  coefficient  de  température.  Ces  valeurs  sont  voi- 
sines de  celles  obtenues  par  Texpérience,  ainsi  que  le  montre  le 
tableau  36. 

TABLEAU     36 


VARIATION  DE  LA  FORCE  ÊLECTROMOTRICE,  EN  VOLTS               || 

DENSITÉ 

PAIl   RAPPORT  A  LA  rORCB  ÉLElTROUOrniCK  COn.lB^POXDANT  A  LA 

DBNSITi  1,0U 

DEGRÉS 

MBSDRÉB 

de 

BAUME 

CALCULÉB 

d'après  le  ta* 

Glaflstone  et  Hibbert 

bleau    ci -des- 

Slreinlz 

l«f  essais 

2""  essais 

Dolezalek 

l'auteur 

sus 

1,00 

0 

—  0,394 

1,007 

\ 

-  0,146 

—  0,0246 

l,04i 

5,9 

0 

0 

0 

0 

0 

0 

1  ^063 

8,4 

+  0,018 

+  o,on 

-h  0,024 

+  0,025 

-H  0,022 

+  0,0126 

i  1,075 

10 

-  0,031 

4-  0,023 

+  0,039 

-U  0,038 

+  0,034 

+  0,0212 

1,116 

15 

+  0,068 

+  0,056 

+  0,073 

-  0,083 

+  0,061 

+  0,0528 

l,i62 

20 

-f-  0,i08 

+  0,096 

+  0,108 

+  0,127 

-h  0,096 

+  0,0899 

1,210 

25 

+  0,154 

4-  0,152 

+  0,145 

+  0,168 

-h  0,134 

+  0,1315 

1,263 

30 

+  0,207 

+  0,211 

+  0,178 

+  0,215 

-h  0,181 

+  0,1797 

1,320 

35 

+  0,274 

+  0,269 

+  0,212 

+  0,269 

+  0,229 

+  0,2362 

«,383 

40 

+  0,338 

+  0,247 

+  0,325 

—  0,280 

+  0,2987 

1,453 

45 

+  0,330 

-f  0,3732 

Tontes  ces  différentes  valeurs  sont  assez  concordantes,  sauf  celles 
relatives  à  la  densité  1,007,  où  les  mesures  da  Gladstone  et  Hibbert 
indiquent  — 0,146  volt,  et  le  calcul,  d'après  les  chaleurs  d'hydratation 
de  Tacide  sulfurique,  —  0,0246.  Pour  les  faibles  concentrations,  le 
coefficient  de  température  prend  en  effet  une  valeur  assez  élevée  (et 
négative  pour  les  densités  inférieures  à  1,044),  si  on  s'en  rapporte 
aux  mesures  de  Dolezalek.  Pour  la  densité  1,007,  on  a  en  effet,  d'après 
ces  mesures, 

f  =  - 0,39  millivolt  par  degré. 


,rfE 


lien  résulte,  pour  le  terme  T-j^r^à  la  température  15"  C,  la  valeur 


134 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


—  0,112,  qui,  ajoutée  à  —  0,0246,  donne  —  0,1366,  valeur  très  voi- 
sine de  celle  mesurée. 

Si  on  ajoute  à  la  variation  due  aux  chaleurs  d'hydratation  de  Tacide 
celle  qui  provient  du  coefficient  de  température  d'après  les  mesures 
de  Dolezalek,  on  trouve  pour  la  variation  totale  ainsi  calculée  des 
valeurs  très  rapprochées  de  colles  obtenues  par  la  mesure  pour  les 
concentrations  faibles  et  élevées,  mais  qui  8*en  écartent  assez  sensi- 
blement pour  les  concentrations  moyennes.  Peut-être  y  a-t-il  encore 
quelque  incertitude  dans  la  valeur  du  coefficient  de  température  rela- 
tif à  ces  points.  Voici,  en  effet,  quelle  serait  cette  deuxième  correction 
calculée,  pour  les  différentes  concentrations,  d'après  les  mesures  de 
Dolezalek  (tableau  37). 

TABLEAU    37 


Variation   de   la  force  éleelromotrica 

DENSITÉ 

par  rapport  à  cella  qui  correspond 

DEGRÉS  BAUME 

à  la  densité  1,044. 
Correction  correspondant  aux  coeffi- 

Dl l'aCIDI 

cients  de  température  en  volts,  à  la 
température  15*  C 

t,00 

0 

—  0,271 

1,007 

1 

—  0,112 

1,044 

5,9 

0 

1.063 

8,4 

+  0,046 

1,075 

10 

+  0,066 

1,116 

15 

+  0,106 

1,162 

20 

+  0,106 

1,210 

25 

+  0,086 

1,263 

30 

+  0,066 

1,320 

35 

-t-  0,035 

1,383 

40 

1,453 

45 

11  peut  y  avoir,  en  outre,  une  petite  incertitude  provenant  de  ce 
que  les  formules  de  Thomsen  et  dePflaundIer,  relatives  aux  chaleurs 
d'hydratation  de  Tacide  sulfurique,  ne  sont  pas  absolument  rigou- 
reuses. 

L'équation  (2)  ci-dessus,  déterminée  par  Dolezalek,  peut  prendre 
une  forme  simple,  si  on  ne  considère  que  les  solutions  étendues  d'une 
concentration  ne  dépassant  pas  la  concentration  binormaIe^ 

1.  ZtiUchrift  fiir  Elektrochemie,  p.  533  à  539;  25  mai  1899;—  Éclairage  élec- 
trique, t.  XXIII,  p.  499. 


FORCE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  135 

En  supposant  deux  solutions  différant  infiniment  peu,  on  peut 
poser: 

ne  =  îiA  +  rfn        et       ps  =  px  +  dp. 
Il  vient  alors  : 

dn  ^     ^     '      dn 

En  appelant  c  la  teneur  normale  en  molécules-grammes  H'SO^ 
par  litre,  on  a  évidemment  pour  les  solutions  étendues 

1.000       ^^  ^ 
ne  =  -^  =  55,5, 

n  étant  le  nombre  de  molécules-grammes  H*0  par  molécule-gramme 
H'SO*,  et  par  conséquent  : 

f  =  «,«»T(!  +  .,o.8)ii^. 

Or 

de  p     de 

est  rabaissement  relatif  de  la  tension  de  vapeur  par  Taddition  de 
1  molécule-gramme  H'SO^qui,  d'après  la  loi  de  Raoult-Van't  Hoff,  est 

indépendante  de  la  concentration  et  a  pour  valeur  -^^  la  dissociation 

décomposant  Télectrolyteen  y  parties,  et  N  étant  le  nombre  de  molé- 
cules-grammes d'eau  contenues  dans  1  litre  (N  =  55,55). 
Par  suite  : 

f  =  vRT  (1  +  0.0.8). 

L*intégration  de  cette  équation,  de  c,  à  c,,  donne,  en  remplaçant  K 
par  sa  valeur  et  en  passant  des  logarithmes  népériens  aux  logarithmes 
ordinaires, 

Ea  —  E,  =  0,198  .  lO"»  vT  Aog  ^  +  0,008  [c^  -  c^V        (2) 

Comme  Tacide  sulfurique  se  décompose  en  trois  parties  par  la 
dissociation,  on  devrait  prendre  vi=  3;  mais  la  dissociation  n'est  pas 
complète,  et  Loomis  a  trouvé,  pourla  détermination  du  point  décon- 
gélation, V  =  2,2  pour  Tacide  normal  à  0^  C. 

D'autre  part,  en  prenant,  d*après  les  mesures  de  Dolezalek  (Voir 
le  tableau  33),  la  valeur  1,917   volt  pour  la  force  électromotrice 


136  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

avec  Tacide  normal,  on  a  pour  une  concentration  quelconque  c.  : 
Ec  =  1,917  +  0,120  log  c  +  0,001c.  (3) 

Les  équations  (2)  et  (3),  qui  ne  sont  valables  que  pour  les  solutions 
étendues,  sont  identiques  à  celles  obtenues  par  la  théorie  osmotique 
de  NernstS  ainsi  qu'on  le  verra  plus  loin. 

La  théorie  de  Liebenow  '  conduit  aussi  à  un  résultat  analogue. 
Ainsi,  si  on  désigne  par  Cp  la  tension  de  dissolution  de  Télectrode 

Pb  pour  les  ions  Pb  ;  par  Cj,  celle  de  l'électrode  PbO^  pour  les  ions 

PbO*  ;  et  par  le  symbole  chimique  entre  parenthèses  la  concentration 
des  ions,  on  obtient  pour  la  force  électromotrice  de  Taccumulateur  : 

E  ==  ^  lognép  jrrrf^Tr^' 
^  LpbJ  .  LPbO^J 

[Voir  équation  (6)  de  la  théorie  osmotique.] 

On  peut  imaginer  la  formation  des  ions  PbO'  par  Tunion  des  ions 
Pb  avec  les  ions  0  de  Teau  d'après  Téquation  ; 

Pb  +  20  =  PbÔi2. 
Les  ions  Pb  se  forment  par  dissociation  du  sulfate  : 
PbSO»  =  Pb  +  S6^ 
et  les  ions  O  par  dissociation  de  Peau  : 

H^O  —  2H  +  o" 

Comme  PbSO'  se  présente  sous  la  forme  solide,la  loi  d'action  des 
masses  donne  pour  les  trois  réactions  précédentes  : 

[Pbô»]  [H»0] 

ainsi  qu'on  l'a  vu  dans  la  théorie  osmotique. 

Par  suite  de  la  très  petite  solubilité  du  sulfate  de  plomb,  on  a  : 

1.  VÉclairage  électrique,  28  avril  1900,  p.  152. 

2.  VÉclairage  électrique,  18  février  1899,  p.  255. 


FORCE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  137 

En  désignant  de  même  par  Cq  la  valeur  de  [H^O],  on  obtient: 
[pb]  .  [pbô»]  =  ^  O^ 


et 


Par  suite,  la  différence  de  force  électromotrice  de  deux  accumula- 
teurs renfermant  les  acides  de  concentration  c^  et  c^  sera  égale  à  : 

Comme  Code  Teau  est  proportionnelle  à  la  tension  de  vapeur p, 

on  peut  remplacer  -^  par^? 
^oa        Pi 
et 


lOgaép 


Pi 


par 


jP-2  —  Pi  ,_  3(Ca~  C|) 


par  suite  de  la  faible  diminution  de  la  tension  de  vapeur  relative- 
ment à  la  valeur  absolue  de  p  quand  on  n'envisage  que  les  solutions 
étendues. 

En  substituant  cette  dernière  valeur  dans  Téquation  précédente, 
on  rend  celle-ci  identique  à  (2)  et  (3). 

Cette  équation  (3)  fut  vériRée  expérimentalement  par  Dolezalek  \ 
qui  obtint  les  résultats  suivants  (tableau  38)  : 

TABLEAU   38 


FORCE  ÉLECTROMOTRICE 

CONCENTRATION 

A  G»  C.   EU   TOLTS 

Ec 

ra  HOLéCULBB-ORAlIllU  DE  H^SO^  PAR  UTRE 

c 

mesurée 

calcalée 

1,000 

1,917 

(1,917) 

0,360 

1,863 

1,863       1 

0,180 

1,828 

1,827 

0,111 

1,802 

1,801 

0,0505 

1,764 

1,760 

0,0124 

1,690 

1,687 

0,00046 

1,488 

1,516 

1.  Dolezalek,  Die  Théorie  des  Bleiaccumulators,  p.  38. 


138  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Les  difTérences,  qui  sont  très  faibles,  atteignent  au  maximum 
1,5  0/0  pour  la  dernière  détermination,  par  suite  d'une  dissociation 
plus  avancée  de  Tacide,  qui  fait  qu'on  aurait  dû  prendre  ici  une 
valeur  de  v  plus  grande.que  2,22. 

En  appliquant  la  formule  trouvée  à  des  solutions  de  plus  en  plus 
étendues,  on  remarque  aisément  que  la  force  électromotrice  calculée 
atteindrait  rapidement  une  valeur  nulle,  puis  négative.  En  pratique, 
on  n'obseive  pas  ce  fait  par  suite  d'une  concentration  minîma,  au- 
dessous  de  laquelle  on  ne  peut  descendre  à  cause  de  la  dissociation 
du  Eulfate  de  plomb,  et  dont  la  limite  est  justement  donnée  par  la 
solubilité  de  ce  dernier. 

D'après  cela,  on  peut  déterminer  facilement  le  degré  de  dissociation 
hydrolytique  du  sulfate  de  plomb. 

C'est  ce  que  fait  Doiezalek,  en  mesurant  d'abord  la  force  électromotrice 
d'un  accumulateur  dont  l'électrolyte  est  une  solution  de  sulfate  de  plomb 
pur  renouvelée  deux  fois  par  jour.  Après  deux  semaines,  la  force  électro- 
motrice atteignait  la  valeur  constante  de  i  ,25  volt  à  0°  C. 

En  portant  dans  l'équation  (2)  cette  valeur  ainsi  que  la  valeur  trouvée 
1,488  volt  pour  la  concentration  0,00046  normale,  on  en  déduit  pour  la 
valeur  c^  du  sulfate  de  plomb  : 

c^  =1  2,0  .  10-5  molécules  par  litre. 

El  comme  d'autre  part,  d'après  les  mesures  de  conductibilité  de  Kohl- 
rausch  et  Rose^  et  les  déterminations  analytiques  de  Frésénius^,  la  solu- 
bilité du  sulfate  de  plomb  est  de  41  milligrammes  par  litre,  ou  1,3  .  iO~^ 
molécule  par  litre,  le  degré  de  dissociation  du  sulfate  de  plomb  sera 
égal  à  : 

2    10  ~* 

,?  soit  environ  15  0/0. 

Pour  la  détermination  de  la  dissociation  électrolytique  de  l'eau  pure, 
on  ne  peut  opérer  directement  à  cause  de  l'hydrolyse  du  sulfate  de  plomb. 
Doiezalek  tourne  la  difficulté  en  remplissant  l'accumulateur  avec  une 
lessive  de  soude  saturée  d'oxyde  de  plomb.  Dans  ce  cas,  par  le  fonctionne- 
ment de  Téiément,  s'opère  la  réaction  : 

PbO»  +  Pb  +  2H20  =  2Pb  (OH)^. 

En  appelantpi  etp^^-  les  tensions  de  vapeur  de  deux  solutions  différentes 
et  en  raisonnant  comme  précédemment,  on  obtient: 

E^  -  E,  =  RT  lognép  ^  =  '^  (c,  -  c,)  =  0,ZAO-^T  [c^  -  c,). 

1.  Wied.  Ann.,  L,  135;  1893. 

2.  \Vie(i.Ann.,U\,p.  125. 


FORCE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


139 


Il  résulte  de  là  qu'avec  Teau  pure  (c^  =  o)  la  force  éleclroraolrice  ne 
diffère  (en  plus)  que  de  1  .  10""*  volt  environ  de  celle  obtenue  avec  une 
lessive  0,1  normale.  Comme,  avec  une  telle  solution,  on  obtient  expéri- 
mentalement la  valeur  0,8  volt  à  0<»  G.,  en  portant  cette  valeur  dans  Téqua- 
tion  (2),  ainsi  que  la  valeur  1,472  volt  correspondant  à  la  concentration 
0,00046  normale,  et  en  faisant  v  =  3,  on  trouve  pour  la  dissociation  de 
Teau  à  0«  C.  : 

f,  =:  0,33  .  10-7  molécule  par  litre. 

Kohlrauscb  et  Heydweiller  *  ont  donné,  d'après  les  mesures  de  conduc- 
tibililé,  la  valeur  comparable  c^  =  0,35  .  10~  ^ 

Variation  du  potentiel  de  chaque  électrode  avec  la  concentration  de 
Facide.  —  f*  Déterminations  expérimentales.  —  Dans  leurs  premières 
expériences,  Gladstone  et  Hibbert^,  laissant  la  plaque  négative  en 
plomb  spongieux  dans  un  acide  de  densité  1,098,  soit  14  0/0 
d  acide,  firent  varier  la  concentration  autour  de  la  plaque  PbO*  et 
obtinrent  les  résultats  donnés  par  la  courbe  II  {fig.  26)  et  le  ta- 
bleau 39  suivant  : 

TABLEAU   39 


ACIDE  AUTOUR  DE  LA  PLAQUE  Pb0« 

FORCE  ÉLECTROMOTRICE 

Ul    TOLTB 

btx&ixt 

ACIDK  in   0/0 

1,045 

1,065 

1,080 

1,115 

1,157 

1,217 

1,254 

1,335 

1,53 

1,75 

6,5 
9,0 
li,5 
16,2 
21J 
29,2 
33,7 
43,0 
63,0 
81,0 

1,926 

1,932 

1,939 

1,949 

1,963 

1,986 

2,013 

2,06i 

2,22 

2,33 

Pour  les  deux  dernières  observations,  1  acide  autour  de  la  plaque  Pb 
était  à  la  concentration  23  0/0. 

D'autres  expériences  furent  faites  par  ces  deux  auteurs. 

Les  résultats  en  sont  donnés  par  les  deux  tableaux  40  et  41. 

Le  premier  se  rapporte  aux  plaques  négatives,  celle  de  concen- 
tration faible  constante  étant  électrode  positive  par  rapport  à  Tautre. 


1.  \\ted.Ann,,U\\y  p.  209;  1894. 

2.  Lumière  électrique,  t.  XLV,  p.  188. 


uo 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Le  deuxième  tableau  se  rapporte  aux  deux  positives,  celle  corres- 
pondant à  la  concentralion  faible  constante  étant  électrode  négative 
par  rapport  à  Tautre. 

TABLEAU    40 


ACIDE 

AUTOUR  DE  LA   PLAQOB 

ACIDE 

Al'TODR   DE  Là   PLAQUE 

FORCE  ÉLECTROMOTRICE 

Pb    POSITIVB 

Pb  KÉOATIVE 

0,2  0/0  de  SO»Ha 

0,65  0/0deSO»H> 

0,036 

— 

1,35        — 

0,047 

— 

2,85        — 

0,060 

— 

5,5 

0,066 

— 

10,5          — 

0,082 

— 

14,5 

0,094 

— 

18,0          — 

0,102 

— 

22,5          — 

0,109 

— 

36,5          - 

0,150 

— 

48,0          — 

0,164 

— 

57,5           — 

0,204 

— 

85,5          — 

0,247 

"^ 

98,0          — 

0,256 

TABLEAU     41 


ACIDE 

AUTOUn   DE  LA   PLAQUE 

ACIDE 

AUTOUR  DE  LA   PLAQl'E 

FORCE  ÉLECTROMOTRICE 

PbO^    NÉGATIVE 

Pb02    POSITIVE 

EM  VOLTS 

0,2  0/0  de  SO«Ha 

0,65  0/0deSO*H2 

0,054 

— 

1,35        — 

0,072 

— 

2,85        — 

0,095 

— 

6,5          - 

0,107 

— 

10,5           — 

0,134 

— 

14,5          — 

0,150 

— 

18,0          ~ 

0,158 

— 

22,5          — 

0,168 

— 

36,5          — 

0,215 

— 

48,0          - 

0,281 

— 

57,5          — 

0,3^9 

— 

85,5          — 

0,537 

~ 

99,0          — 

0,643 

Les  courbes  I  et  II  de  la  figure  28  donnent  l'allure  des  variations; 
la  courbe  en  pointillé,  qui  est  la  somme  des  deux,  représente  la 
variation  de  force  éleclromotrice  pour  le  couple  : 

PbO*  I  Pb  dans  des  acides  de  concentration  variable. 


FORCE  ELECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


141 


En  prenant  comme  origine  la  concentration  correspondante  à  la 
densité  1,043,  pour  laquelle,  d'après  Dolezalek,  le  coefficient  de  tem- 


100 


80 


20 


60  40 

7oH*SO* 

"G.  28.  —  Ck>urbes  de  variation  de  la  tension  avec  la  concentration  de  Tacide. 

peralure  est  nul,  nous  avons  déterminé  les  forces  électromotrices 
des  couples  : 

Pb  Acide  sulfurique  de  densité  1,043  |  Pb  Acide  sulfuriquede  densité  variable 
et 

ï^bOs  Acide  sulfurique  de  densité  l,0i3  |  PbO«  Acide  sulfurique  de  densité  variable. 

Les  électrodes  étant  exemptes  de  tous  produits  secondaires  de 
*  électrolyse,  nous  avons  ainsi  trouvé  les  valeurs  exprimées  dans  les 
deux  tableaux  42  et  43. 

TABLEAU  42 


DENSITÉ  CONSTANTE 

DE  l'acide 
D'tJNX  DES    ÉLECTRODES 

EU  Pb  sponciEL-x 

DENSITÉ  VARIABLE 

DE  l'acide 

DE  l'autre  Électrode 

E.X  Pb  SPOSGIBOX 

FOROK  ÉLECTROMOTRICE 

DO   COUPLE  EN   VOLTS 

1,043 
» 
» 

1,043 
1,071 
1,114 
1,195 
1,302 
1,460 

0,000 
0,014 
0,030 
0,052 
0,081 
0,118 

142 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


La  plaque  de  plomb  spongieux  dans  Taoîde  de  densité  constante 
formait  dans  tous  les  cas  Télectrode  positive  du  couple  mesuré. 

TABLEAU   43 


DENSITÉ  CONSTANTE 

DE  l'aCIDB 
d'oNB   DBS   éLKCTRODBS 

DB  Pb02 

DENSITÉ  VARUBLE 

DE   l'aCIDB 

DE  l'autre  Électrode 

Bit   Pb  BPOWOIEUX 

FORCE  ÉLECTROMOTRICE 

DU  COUPLE  m  T0LT8 

1,043 

» 
» 
» 

1,043 
1,071 
1,114 
1,195 
1,302 
1,460 

0,000 
0.015 
0,031 
0,067 
0,131 
0,217 

La  plaque  de  peroxyde  dans  Tacide  de  densité  constante  formait 
dans  tous  les  cas  Télectrode  négative  du  couple  mesuré. 

Streintz  *  a  également  déterminé  les  différences  de  potentiel  entre 
les  électrodes  de  Taccumulateur  dans  des  concentrations  d'acide 
variables  et  une  électrode  en  zinc  contenue  dans  un  vase  poreux 
rempli  d'une  solution  concentrée  de  sulfate  de  zinc.  Il  trouva  ainsi 
que,  dans  ces  conditions,  le  potentiel  de  l'électrode  PbO'  croît  avec 
la  concentration,  tandis  que  celui  deTélectrode  Pb  diminue.  Streintz 
donna  ainsi  les  deux  formules  empiriques  : 

Vd  =  2,3275  +  0,5925  (d  —  do), 
pa  =  0,4775  —  0,3245  {d  —  do), 

P^  et2}rf  exprimant  les  différences  de  p3tentiel  entre  les  électrodes 
PbO^  et  Pb  et  l'électrode  supplémentaire  en  zinc,  rf  étant  la  densité 
de  l'acide  et  d^  celle  de  l'eau  pure. 

2**  Bëierminaiions  théoriques  de  Dolezalek.  —  Dolezalek  *  a  étudié 
séparément  chacune  des  électrodes  en  employant  l'électrode  supplé- 
mentaire-hydrogène, puis  l'électrode  supplémentaire-mercure. 

Nous  avons  vu  précédemment  qu'en  prenant  une  lame  de  platine 
platiné  chargée  d'hydrogène  on  obtient  deux  éléments  galvaniques 
dont  les  réactions  sont  : 


Pb02  +  H»  +  H2S0^ 
Pb  +  HaSO*  ^Z 


ï:5PbSO«  +  2HaO, 
,  H»  +  PbSO». 


1.  Wied.Ann.,  t.  XLÏX,  p.  564;  1893. 

2.  Zeitschrift  f.  Eleklrochemie,  25  mai  1899;  —  Éclairage  électrique,  t.  XXIII, 
p.  50. 


FORGE  ÉLECTROMOTRIGE   DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


143 


Comme  le  sulfate  de  plomb  se  présente  sous  la  forme  solide, 
la  variation  dans  Télectrolyte  consiste  en  une  absorption  de  H^SO*, 
dans  les  deux  cas,  et,  en  plus,  une  formation  de!2H^0  pour  Télément 
PbO*.  Il  en  résulte  que  les  variations  de  force  électromotrice  avec 
la  concentration  doivent  seulement  différer  dans  les  deux  cas  de 
Ténergie  de  formation  de  H^O.  Ce  que  Ton  peut  écrire  en  appelant  e 
la  force  électromotrice  de  l'élément  H*-PbO*  et  e'  celle  de  Télé- 
ment  H*-Pb  : 


.a 


£2. 


Ac  —  Ae'  =  RT  log«ép  ^  =  1 ,98 .  10"^  T  log  ^, 


w 


Pour  la  vérification  expérimentale  de  cette  formule,  Dolezalek 
a  employé  le  dispositif  de  Télectrode  supplémentaire-hydrogène 
précédemment  décrit  (Voir  fig.  22). 

Dans  le  tableau  44,  qui  donne  les  résultats  obtenus,  les  valeurs 
de  A6  furent  calculées  d'après  les  valeurs  mesurées  de  Aa'  et  p,  et  les 
valeurs  Ae'  d'après  les  mesures  de  Ae  et  p.  Les  différences  ainsi  obte- 
nues étaient  ajoutées  à  la  valeur  du  numéro  III  prise  comme  base. 

TABLEAU   44 


NUMÉROS 

DENSITÉ 

DB   l'acide 

à  lô-  c. 

H«S04  0/0 

TENSION 

DB  TAPBUB 

pàO*C 
eD  mm.  hg 

FORCE  ÉLECTROMOTRICE  EN  VOLTS        1 

4.0- C.               n 

Pb02-HS 

Pb-H-i             1 

mesurée 

calculée 

mesurée 

calculée 

! 
11 

m 

IV 
V 

1,033 
1,064 
1,141 
1,192 
1,428 

4,86 

9,33 

19,76 

26,36 

52,93 

• 

4,R5 
4,45 
4,02 
3,68 
1,24 

1,610 
1,617 
l,65i 
1,682 
1,801 

1,604 
1,617 

(1,654) 
1,678 
1,791 

0,269 
0,282 
0,317 
0,339 
0,426 

0,275 
0,282 

(0,317) 
0,3  i3 
0,436 

Les  valeurs  de  p  étaient  empruntées  aux  mesures  de  Dieterici  ^ 
Dans  le  calcul  des  forces  électromotrices,  les  erreurs  possibles 
pouvaient  atteindre  0,006  volt  ;  on  voit  par  le  tableau  que  les  diffé- 
rences entre  les  valeurs  observées  et  calculées  ne  dépassent  pas 
cette  limite. 


1.  Wied.  Ann.,i.  L,  p.  47;  1893. 


144 


LES  ACCUMITATEURS  ÉLECTRIQUES 


Par  remploi  de  réiectrode  mercure-sulfate  mercureux,  les  réac- 
tions deviennent  : 

PbO>  +  2Hg  +  2H«S0»  »lj|  PbSO»  +  ng>SO»  +  2H>0, 
Pb  +  Hg^SO^  »:J|  PbSO*  +  2Hg. 

Comme  le  sulfate  mercureux  et  le  sulfate  de  plomb  se  pré- 
sentent sous  la  forme  solide,  il  n'y  a  pas  variation  de  Télectro- 
lyte  pour  Télément  Pb-Ilg;  par  suite  sa  force  électromotrice  doit 
être  indépendante  de  la  concentration.  Seule  variera  celle  du 
couple  PbO*-Hg.  Les  mesures  exprimées  dans  le  tableau  45 
montrent  bien  Texactitude  de  cette  théorie. 

TABLEAU   45 


HSS04  0/0 

FORCE  ÉLECTROMOTRICE  EN  VOLTS 
à  0*  C. 

PbOî-Hg 

Pb-Ug 

6,5 
i0,2 
16,4 

0,93 
0,95 
0,99 

0,96 
0,96 
0,956 

3*  Délerminations  théoriques  de  Mugdan,  —  Afin  de  rechercher  Tin- 
fluence  de  la  concentration  sur  chacune  des  deux  électrodes,  Martin 
Mugdan^  étudie  les  deux  chaînes  de  concentration  : 


et 


Pb,  PbSO*,  H^SO»  étendu,      |  H^SO»  concentré,  PbSO«,  Pb, 
PbO»,  PbSO»,  H^SO»  étendu,  |  H^SO^  concentré,  PbSO»,  PbO». 


Il  effectue  le  calcul  de  la  force  électromotrice  de  ces  deux  chaînes 
à  Taide  de  la  théorie  osmotique  de  Nernst*. 

D'après  cette  théorie,  on  sait  que,  sous  Tiniluence  d'une  force  déter- 
minée au  sein  d'une  solution,  les  ions  se  déplacent  avec  des  vitesses 
différentes.  Fanion  avec  la  vitesse  u  et  le  cathion  avec  la  vitesse  t;. 

Le    travail  nécessaire   pour    transporter   la    quantité    d'électrî- 

1.  Zeitschrifl  fur  Eleklrochemie,  t.  VI,  p.  309-320;  7  décembre  1899  ;  --Éclairage 
électrique.i.  XXIII,  p.  152. 

2.  D'  Walther  Nernst,  Die  elektromotoriscke  Wirksamkeit  der  Jonen. 


FORCE  ÉLECTROMOTRIGE  DE  L'ACCUMUIATEUR  AU  PLOMB  145 

cité  -f"  ^'  du  potentiel  P^  au  potentiel  P2  et  simultanément  —  t" 
du  potentiel  P^  au  potentiel  P,  est  (P^  —  PJ  (e'  +  9,'). 

Comme,  dans  un  électrolyte,  les  quantités  d'électricité  cheminent 
avec  les  ions,  il  sera  facile  de  calculer  la  force  électromotrice  régnante 
entre  deux  solutions  du  même  électrolyte,  quand  on  connaîtra 
le  travail  nécessaire  au  transport,  d*une  solution  à  Tautre,  des  ions 
liés  à  la  quantité  d'électricité  : 

6'  +  e'  =  1. 

Les  travaux  de  Uittorf  et,  plus  récemment,  ceux  de  Kohlrausch, 
ont  montré  que,  pour  une  intensité  t,  la  quantité  d'électricité  i  — ^- 

chemine    comme    électricité    positive    dans    le   sens  du  courant, 

v 
pendant  Tunité  de  temps,  et  la  quantité  i       ,        comme  électricité 

négative  en  sens  inverse. 

Nous  aurons  donc  à  faire  ici  «'  =  — ; —  et  «"  =  — ; —  et  à  calculer 

u  ■■{-  V  u  -\-  V 

le  travail  nécessaire  au  transport  des  ions  posit  ifs  liés  à  g  de  la 
solution  la  plus  étendue  à  la  plus  concentrée,  et  des  ions  négatifs 
liés  à  i"  de  la  plus  concentrée  à  la  plus  étendue. 

La  pression  osmotique  de  Tanion  et  naturellement  aussi  du  cathion 
étant  Pi  dans  une  solution  et  p^  dans  Tautre,  les  deux  travaux 
considérés  seront  égaux  à  : 

-^Tsdp  et  ^-r'vrfp, 
w  +  V./j,j  u  +  vJp^ 

V  étant  le  volume  qu'occupe,  à  la  pression  p.  la  quantité  d'anion 
(on  de  cathion)  à  laquelle  est  liée  la  quantité  d'électricité  -|- 1  (ou  —  \). 
En  appelant  p^  la  pression  dans  une  solution  qui  contient  dans 
Tunité  de  volume  la  quantité  d'électricité  -|-  ^  (ou  —  1)  liée  au 
cathion  (ou  à  Fanion),  on  a  d'après  la  loi  de  Mariette  : 

PV:=::P0, 

et  la  somme  des  deux  travaux  donne  pour  la  force  électromotrice  : 


P.-P^  =  ^Polog.,.g.  (1) 

10 


146  LES  ACCUMUIJLTEURS  ÉLECTRIQUES 

Pour  u  >  V  et  p^  >  pj,  P^  —  P,  est  positif,  ce  qui  signifie  que 
dans  ce  cas  le  courant  va  de  la  solution  plus  concentrée  à  la  plus 
étendue. 

Pour  obtenir  P^  —  Pj  en  unités  électromagnétiques,  il  faut  expri- 
mer Pq  dans  ces  unités. 

Considérant  qu'un  ampère-seconde  libère  1,037.10"'  grammes 
d'hydrogène,  la  masse  d'hydrogène  qui  cheminera  avec  la  quantité' 
d'électricité  +  i  (unités  C.  G.  S.)  est  : 

1 ,037  .  idr^  grammes. 

Sachant  d'autrç  part  qu'une  molécule-gramme  d'un  corps  occu- 
pant un  volume  d'un  litre  exerce  à  O^C.  une  pression  osmotique 
de  22,35  atmosphères,  pour  un  volume  de  1  centimètre  cube,  la  pres- 
sion serait  22,350  atmosphères 
ou 

22350  .  1,033  =  23080  kg  par  cm>, 
ou  encore 

23080  .  981000  dynes  par  cm^. 

Cette  pression  correspondant  à  2  grammes  d'hydrogène  pour 
1  centimètre  cube,  on  a  pour  p^  : 

23080  .  981000  .  1,037  .  10"*  ,^   ^    «  x 
Po  = j (^-  Ij-  ^-), 

ce  qui  donne,  en  divisant  par  10^  pour  avoir  la  force  électromotrice 
en  volts  : 

„        _        0.02347  M  —  V  ,         Oi      ,.  .^. 

E,  -  E,  =  -^-^—  —^^  log„,p  JJ  volts,  (2) 

à  la  température  0°C.  ;  ou  bien,  en  considérant  que  po  est  propor- 
tionnel à  la  température  absolue  T, 

„        „        0,860T  u  —  y  .  Pi    .a-i      u  /o\ 

E^  -  Ea  =  -^j—  ^^-j^  logoép  ^  •  iO   *  volU.  (3) 

Le  facteur  0,860  10  -^  est  la  «  constante  électrolytique  des  gaz  »>  ; 
c'est,  comme  on  voit,  la  pression  dans  un  espace  qui  renferme 
i  gramme  d'hydrogène  (ou  une  quantité  équivalente  d'un  autre  élé- 
ment ou  radical)  par  centimètre  cube  et  à  la  température  de  i® 
absolu. 


FORCE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'AGCUMUIATEUR  AU  PI^MB  147 

a.  Chaîne  DB  CONCENTRATION  Pb,  PbSO*,  H^SO*  étendu  |  IPSO* 
CONCENTRÉ,  PbSO*,  Pb.  —  Pour  une  quantité  d'électricité  2F  corres- 
pondant à  2  grammes  d'hydrogène  (F  =  96540  coulombs),  un  ion- 
gramme    SO*    disparaît    de    la   solution   concentrée   sous   forme 

v 
de  PbSO*  ;  par  contre,  une  quantité  ■  ions-grammes  SO*  passe 

par  migration  de  la  solution  étendue  à  la  solution  concentrée. 
La  diminution  des  anions  devient  donc  : 

.  r  u      . 

1  —  — ; —  =  — ; —  lons-gmmmes. 

D'autre  part,  2       ,       ions-grammes  H  cheminent  dans  le  sens 

positif. 

U  passe  donc,  de  la  solution  concentrée  à  la  solution  étendue, 

cathions  et  — ; —  anions,  soit  en  tout  3  — ; —  ions- 


grammes,  par  le  passage  de  2F. 

Les  concentrations  Pi  et  p^  étant  exprimées  en  molécules-grammes 
par  litre,  la  force  électromotrice  est  : 

6,  Chaîne  de  concentration   PbO^,  PbSO*,    H^SO*    étendu     | 
H*SO*  concentré,  PbSO*,  PbO^.  —  Ici  le  courant  va  de  la  solution 
étendue  à  la  solution  concentrée. 

Dans  la  solution  concentrée,  1  ion-gramme  SO*  disparaît  par  suite 

V 

de  la  formation  de  PbSO*  ;  de  plus  ,  ions-grammes  SO*  che- 
minent dans  le  sens  négatif.  La  diminution  totale  des  anions  à 
la  solution  concentrée  est  : 

1  4-  — ; —  =  2  —  — ; —  ions-grammes  ; 

'    u  +  v  u  +  V  ° 

O^,  étant  disponible  au  pôle  positif,  se  lie  à  4H  ;  il  disparaît  donc 
de  la  solution  concentrée  4  ions-grammes  H  ;  comme  d'autre  part 

2  ions-gram  mes  H  cheminent  dans  le  sens  positif,  la  diminu- 

tion totale  des  cathions  dans  la  solution  concentrée  deviendra 

4-2-^=2(2--^). 


148  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Il  en  résulte  que,  par  le  passage  de  la  quantité  d'électricité  2F, 

il  passe  3^2—       ,      j  ions-grammes  de  la  solution  concentrée  à 

la  solution  étendue. 

Ce  qui  donne  pour  cette  partie  du  travail  : 

"'  =  +  l(«-rfr?)<'-««-*»"'T'»«-'S- 

De  plus,  par  suite  de  ta  production  de  2H^0  à  Tanode,  il  convient 
d'ajouter  le  travail  de  transport  de  ces  2  molécules  d'eau,  soit 

na=+0,86.10=»Tlognép^» 

e,  étant  la  concentration  des  molécules  d'eau  dans  la  solution  éten- 
due, et  c,  dans  la  solution  concentrée. 

Si  on  ne  considère  que  des  électrolytes  étendus,  cette  dernière 
valeur  est  faible,  et  on  peut  remplacer  avec  une  approximation  suffi- 
sante logoép  -^  par  -^ *• 

1  000 

On  peut  remplacer  également  c  par  -73 3p,  3p  exprimant  le 

10 

nombre  d'ions  par  litre  d'électrolyte. 

Il  vient  alors  dans  le  cas  de  dilution  suffisante  : 

£3  _  3(p^-y).,)  _  3(p^~p^) 
*''^"*Pc4-         c^         -       55,0      ' 

et 

lia  =  3  .  0,86  .  10-^T  .  0,018  (p,  -  p,)- 

La  force  électromotrice  de  la  chaîne  doit  donc  avoir  pour  valeur  : 

IIp,o^  =  II,  +  n,  =  3  .  0,86  .  10-n^  [i  (2  -  j^) 

logoép^  + 0,018  (p,--p2)l-  (2) 

P2  J 

c.  Vérifications  expérimentales.  —  Les  équations  (i)  et  (2)  furent 
vérifiées  expérimentalement  par  M.  Martin  Mugdan,  en  mesurant  la 


FORCE  ÉLECTROMOTRIGE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


149 


force  électromotrice  entre  solutions  de  dîfTérentes  dilutions  à  Taide 
d'un  millivollmètre  de  précision  Siemens  et  llalske. 

Le  tableau  46  donne  les  valeurs  comparatives  des  forces  électro- 
motrices observées  et  calculées. 


TABLEAU   46 


CONCENTRATION 

DES  BOLOTIOMB 

CD  gramineB-DoIéeules  par  lilre 


1_1 
8        32 

2__  3^ 

4        32 

16  32 
±_± 
8        16 

i.  — i. 
4         8 

±_± 

2         4 


gr.-mol . 


FORCES  ÉLECTROMOTRICES 

BN  VOLTS  AUX  NiOAnVEB 


observées 


—  0,0308 

—  0,0462 

—  0,016 

—  0,015 

—  0,017 

—  0,021 

—  0,0315 


calculées 


0,0329 
0,0494 
0,0165 
0,0165 
0,0165 
0,0165 
0,0165 


FORCES  ÉLECTROMOTRICES 

Zy   VOLTS  AUX   POSITIVES 


observées 


calculées 


0,0444 

0,0446 

0,0664 

0,0676 

0,023 

0,0224 

0,0225 

0,0225 

0,021 

0,0227 

0,029 

0,0231 

0,052 

0,0238 

La  température  était  17*  C.  Pour  le  calcul, 


fut  pris  égal 


u  -{-  V 

à  0,85,  chiffre  moyen  pour  les  concentrations  de  2  à  5  0/0.  D'autre 
part,  à  cause  de  la  dissociation  incomplète,  le  facteur  3  fut  remplacé 
par  2,â2,  qui  résulte  de  la  détermination  du  point  de  congélation 
de  Loomis. 

La   concordance   est  reniarquable  pour  les  solutions  étendues; 
Téquation  n'est  plus  valable  pour  les  solutions  concentrées. 

Le  variation  de  la  force  électromotrice  de  l'élément  avec  la  con- 
centration est  donnée  par 

n  =  Hpbo*  —  npb  =  3 . 0,86 .  10-»T  flogaép  ^  +  0,018  (p^  —  Pa)l  , 


150  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

équation  identique  à  celle  trouvée  par  Dolezalek^  pour  les  solu- 
tions étendues. 

Le  tableau  précédent  montre  que  la  variation  de  la  force  électro- 
motrice avec  la  concentration  est  1,4  fois  plus  grande  à  la  positive 
qu'à  la  négative. 

4*  Résumé,  —  Afin  de  permettre  la  comparaison  des  différentes 
valeurs  données  précédemment  sur  la  variation  du  potentiel  de 
chaque  électrode  avec  la  concentration  de  Tacide,  nous  avons 
résumé,  dans  le  tableau  47  ^,  les  valeurs  des  variations  de 
force  électromotrice  à  la  cathode  et  à  Tanode,  en  fonction  de  la 
concentration  de  Tacide,  la  densité  1,044  étant  prise  comme  ori- 
gine. 

Ces  valeurs  représentent  par  conséquent  les  forces  électromotrices 
des  couples 


et 


PbO*^  acide  de  densité  1,0U  |  acide  de  densité  variable,  PbOa 
Pb  acide  de  densité  i,044  |  acide  de  densité  variable  Pb. 


1.  Voir  p.  135  de  ce  Traité. 

1.  Les  valeurs  exprimées  ici  ont  été  obtenues  par  interpolation  d  après  les 
mesures  des  différents  auteurs,  mesures  données  précédemment.  Les  nombres 
suivis  de  env.  se  rapportent  à  un  point  extrapolé.  Quant  aux  signes  qui  pré- 
cèdent ces  différentes  valeurs,  ils  se  comprennent  aisément  puisque  les  tensions 
cathodique  ou  anodique  augmentent  avec  la  concentration,  et  qu'on  a  pris  ici 
comme  origine  la  densité  1,044  qui  correspond,  comme  on  sait,  au  point  où  le 
coefficient  de  température  déterminé  par  Dolezalek  est  nul. 


FORCE  ÉLKGTROMOTRIGB  DE  LAGCUMULATKL'R  AU  PLOMB 


151 


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BOBS 

^g^ 

55355 

Bsas 

=5H 

=ss 

s= 

=s— 

152  LES  AGGUMUIATEURS  ÉLECTRIQUE» 

Les  valeurs  données  par  les  différents  auteurs  sont,  en  général, 
assez  concordantes.  L'accord  avec  les  valeurs  théoriques  est  un  peu 
moins  satisfaisant,  parce  queles  équations  de  Mugdanne  s'appliquent 
qu'à  des  solutions  étendues,  d'une  part,  et  que,  d'autre  part,  elles  ne 
tiennent  pas  compte  de  la  correction  due  au  terme  d'Helmholtz 
(coefficient  de  température). 

Cette  dernière  correction  ne  peut  être  actuellement  calculée  pour 
chaque  électrode,  car  on  ne  connaît  pas  encore  la  partie  du  coeffi- 
cient de  température  imputable  à  la  positive  et  à  la  négative. 

Il  serait  désirable  que  des  expérience  s  précises  fussent  entre- 
prises à  ce  sujet. 

Quoi  qu'il  en  soit,  on  peut  constater  que  c'est  encore  la  théorie 
de  la  double  sulfatation  qui  s'accorde  le  mieux  avec  les  résultats 
d'expérience.  S'il  n'y  avait  pas  sulfatation  de  lapositive  pendant  la 
décharge,  comment  expliquerait-on,  en  effet,  la  variation  du  potentiel 
de  l'anode  en  fonction  de  la  concentration,  variation  queVexpérience 
de  même  que  la  théorie  nous  montrent  un  peu  supérieure  à  celle 
du  potentiel  de  la  cathode  ? 

Variation  de  la  force  électromotrice  avec  la  pression  extérieure.  — 
On  a  souvent  parlé  de  l'augmentation  de  la  force  électromotrice  de 
Taccumulateur  avec  la  pression.  C'est  là  une  erreur  et  il  paraît 
bien  démontré  maintenant  qu'il  y  a  diminution. 

Le  D'  Friedrich  Dolezalek*  calcule  cette  influence  de  la  façon 
suivante  :  il  suppose  deux  accumulateurs  mis  en  opposition  et 
ayant  exactement  les  mêmes  conditions  de  densité  d'acide,  tempé- 
rature, etc. 

Seulement,  sur  l'élément  i  règne  une  pression  p^,  et  sur  l'élé- 
ment 2  une  pression P2  un  peu  plus  grande. 

Si  la  force  électromotrice  Ej  de  l'élément  2  est  plus  grande  que 
E^,  nous  pourrons  emprunter  au  système  une  certaine  quantité 
d'énergie,  dont  la  différence  de  potentiel  E,  —  E^  sera  la  cause.  Si 
nous  laissons  passer  une  quantité  d'électricité  égale  à  96.540  cou- 
lombs, nous  engagerons  1/2  molécule- gramme  de  Pb  et  de  PbO', 
et  nous  obtiendrons,  dans  le  circuit  extérieur,  un  travail  utilisable  A4 
qui  aura  pour  valeur  : 

A|  — -  96540  (E2  — -  E,)  watt-seconde, 

1.  La  Théorie  de  V accumulateur  au  plomb,  du  D' F.  Doiezalek,  1901,  p.  55;  — 
Eclairage  électrique,  t.  XXVII,  p.  481. 


FORCE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATEirR  AU  PLOMB 


153 


qui  représentera  une  décharge  de  Télément  2  et  une  charge  de  1. 

Dans  l'élément  1,  on  aura  formé  1/2  molécule-gramme  Pb, 
1/2  molécule-gramme  PbO*  et  1  molécule-gramme  H*SO*  ;  et  dans 
l'élément  2,  1  molécule-gramme  PbSO*  et  1  molécule-gramme 
H*0.  Le  travail  des  réactions  chimiques  est  donc  nul,  puisque  les 
éléments  ont  même  concentration,  et  le  travail  électrique  produit  ne 
provient  que  de  la  pression  extérieure. 

Si  on  appelle  At»  la  variation  du  volume  qui  résulte  de  l'échange 
d'une  demi-molécule-gramme  de  matière  active,  le  travail  tiré  de 
Taccumulateur  2  a  pour  valeur  Pj^^»  ®^  ^^^^^  consommé  dans  Taccu- 
mulateur  1,  p^tiv. 

En  exprimant  v  en  litres,  p  en  atmosphères,  le  travail  Aj  utilisé 
pour  la  production  du  courant  est  égal  à  : 

Aj  =  101,3  (P'i  — Pi)  Av  watt-seconde. 

L'égalisation  de  l'énergie  électrique  et  de  l'énergie  mécanique 
donne 

A,  =  A^. 
D'où 

Ea  —  E,  =  1,04.  10-»  (P2  —  P«)  ^^  volt.  (1) 

Pour  calculer  la  variation  Ai?,  on  peut  se  servir  des  chiffres  du 
tableau  48. 

TABLEAU  48 


CORPS 

DENSITÉ 

VOLUMES                 1 

de 

en  cm3 

Pb 

PbO» 
PbSO* 
H2S0< 

H20 

11,38 
8,91 
6,23 
2,73 
1,00 

1  /2  moL-gr. 
1/2  .> 
î     » 

1    >» 
1   » 

9,10 
13,41 
48,7 
35,86 
18 

La  valeur  2,73  représente  la  densité  apparente  de  l'acide  sulfu- 
rique  dans  une  solution  à  20  0/0  ;  son  élévation  provient  de  la  forte 
contraction  du  volume  qui  a  lieu  par  le  mélange  d'acide  sulfurique 
et  d'eau. 

Des  nombres  exprimés  dans  ce  tableau,  on  déduit  que  le  volume 


15i  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

de  matière  active  atteint  58''"',37  avant  la  réaction  et  66"»^,7  après  ; 
la  variation  de  volume  B*élève  alors  à  : 

Av=:  — 8,3  .10-3  litres, 

le  volume  augmentant  par  la  décharge  et  diminuant  par  la  charge 
d'environ  0*'"*,3  par  ampère-heure. 

Mais  la  valeur  de  Ao  ainsi  obtenue  est  incertaine  par  suite  d'assez 
fortes  variations  des  poids  spécifiques  des  corps  contenus  dans  le 
tableau  ci-dessus. 

Aussi  Fauteur  a-t-il  déterminé  par  une  mesure  directe  la  variation 
du  volume.  Il  enfermait  pour  cela  un  petit  accumulateur  ayant  de 
Tacide  à  20  0/0  dans  un  vase  en  verre,  et  il  lisait  sur  un  tube  calibré 
Taugmentation  de  volume  qui  résultait  après  débit  d  un  ampère- 
heure,  la  température  étant  maintenue  rigoureusement  constante. 
Il  trouvait  ainsi  une  augmentation  de  volume  de  0*'"^,42  par  ampère - 
heure  déchargé,  ce  qui  donnait  pour  At?  la  valeur  : 

Ar=—  11  .  10-3  litres. 

Si  on  porte  cette  valeur  dans  Téquation  (i),  il  vient  : 

Eâ  — E<  =  —  11,4.  10-fi  ip-i  —  Pi)  volt.  (2) 

On  peut  conclure  de  cette  équation  qu'une  élévation  de  la  pres- 
sion extérieure  n'augmente  pas,  mais  abaisse  la  force  électromotrice 
d'une  quantité  égale  à  0,0011  volt  par  100  atmosphères. 

Gilbault  '  a  mesuré  la  variation  de  force  électromotrice  avec  la 
pression.  Par  Temploi  d'acide  à  8,8  0/0,  il  a  trouvé  une  diminution 
deforceélectromotricede0,0012  volt,  pour  une  élévation  dépression  de 
100  atmosphères,  chiffre  en  accord  avec  celui  donné  par  la  théorie. 

L'augmentation  de  pression  agirait,  au  contraire,  favorablement 
sur  la  capacité,  si  celle-ci,  dans  le  cas  de  l'accumulateur  au  plomb, 
provenait  de  l'occlusion  des  gaz  hydrogène  et  oxygène  dans  les 
électrodes.  Comme  cette  action  est  insignifiante,  nous  n'aurons 
pas  à  considérer  dans  la  suite  l'iftfluence  de  la  pression  sur  la  capa- 
cité. 

Variations  de  la  tores  électromotrice  pendant  les  différents  états  de 
raocumulateur.  —  i"  Explications  de  Gladstone  et  Hibhert.  —  A  la  fin 

1.  Comptes  rendus,  t.  GXIII,  p.  463;  1891. 


FORCE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


155 


de  la  charge  de  raccumulateur  au  plomb,  la  force  électromotrice  est 
très  instable.  Gladstone  et  Hibbert  *  mesurèrent  celle-ci  et  obtinrent 
Fallure  donnée  par  les  courbes  de  la  figure  29,  qui  indiquent  la  varia- 


1 — " — r — I — I — I — \ — ï    T" 

' ! 1 1  — I 1- 

I     I     ! 


:5l.4|_j_-}_-|--^  -l-^-i-t-l 


2S 


S  10  15  20 

Temps  en  minutes 

FiG.  29.  —  Variation  de  la  force  électromotrice  à  la  fin  de  la  charge. 

tion  de  force  électromotrice  à  circuit  ouvert  dans  les  premières 
minutes  qui  suivent  Tarrét  de  la  charge.  Chaque  courbe  est  affectée 
d'un  nombre  qui  indique  la  teneur  de  Tacide  environnant  la  plaque 
positive,  la  plaque  négative  se  trouvant,  dans  tous  les  cas,  dans  un 
liquide  à  18,5  0/0  d*acide. 

Débutant  dans  tous  les  cas  à  une  valeur  très  élevée,  sensiblement 
la  même,  2,58  à^,60  volts,  la  force  électromotrice  baisse  très  rapide 


12        14- 


Temps   en  heures 

Fio.  30.  —  Variation  de  la  force  électromotrice  pendant  la  décharge. 

ment  et  d'autant  plus  queVacide  est  plus  étendu  ;  pour  tendre  vers  une 
valeur  constante  qui  est  la  force  électromotrice  du  couple  PbO^  |  Pb 
dans  Tacide  de  la  concentration  indiquée,  d'autant  plus  élevée, 
ainsi  que  nous  Tavons  vu  dans  le  précédent  chapitre,  que  la  concen- 
tration est  plus  grande. 

Pendant  la  décharge  et  pendant  la  charge,  la  force  électromotrice 
varie  selon  Tallure  des  courbes  des  figures  30  et  31  données  par 
Ayrton. 


1.  Philùsophical  Magazine,  1890,  p.  168. 


156  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Gladstone  et  Hibbert  attribuent  ces  variations  de  la  force  électro- 
motrice  aux  variations  qui  se  produisent  dans  la  concentration 
de  Tacide  environnant  les  électrodes.  Le  chapitre  précédent  nous 
a  montré  la  dépendance  de  la  force  électromotrice  avec  la  densité 
de  Tacide.   Il  est  donc  évident  que,  s*il   est  démontré  que  Tacide 


OZ.1 
2  1 


',nlr     .      I       I      I       !      ■       I       I      I       I      I       I      .      I      I 


2  4  6  8  10  12  14- 

Temps  en  heures 

FiG.  31.  —  Variation  de  la  force  électromotrice  pendant  la  charge. 

environnant  les  plaques  peut  varier  de  concentration,  il  s'ensuivra 
nécessairement  une  variation  de  la  force  électromotrice. 

Gladstone  et  Hibbert  ont  étudié  les  variations  qui  se  produisent 
dans  la  concentration  de  Tacide  environnant  les  plaques  pendant  les 
différents  états  de  Taccumulateur. 

a)  Pendant  la  charge.  —  Étant  donné  que  Taction  chimique  de 
la  charge  peut  être  représentée  par  1  équation  : 

PbSO^  +  H20    ...     H20  +  PbSO^  =  Pb02  +  H^SO»    ...     H«SO*  +  Pb, 

il  est  bien  évident  que,  pendant  la  charge,  il  se  formera  de  Tacide 
sulfurique  dans  les  pores  des  deux  plaques  pendant  que  de  Teau 
disparaîtra. 

A  celte  première  cause,  qui  produit  les  mêmes  effets  aux  deux 
électrodes,  il  convient  d'ajouter  que,  par  suite  du  phénomène  bien 
connu,  lorsqu'on  électrolyse  une  solution  sulfurique,  il  y  a  augmen- 
tation de  la  concentration  autour  de  la  positive  et  diminution  autour 
de  la  négative.  De  la  première,  on  voit  en  effet  descendre  une  couche 
d'acide  qui,  plus  dense,  tend  à  gagner  le  bas  du  bac. 
Ce  fait  connu  fut  d'ailleurs  vérifié  de  la  façon  suivante: 
Deux  plaquettes  formées,  lune  positive,  l'autre  négative,  furent 
placées  chacune  dans  un  vase  poreux  contenant  environ  30  centi- 
mètres cubes  d'acide.  Ces  vases  étant  introduits  dans  un  grand  réci- 
pient renfermant  de  l'acide  de  même  densité,  on  fit  passer  le  cou- 
rant et   on  constata  qu'après  deux  heures  la  concentration  avait 


FORCE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  157 

augmenté  de  3  0/0  dans  le  vase  positif  et  diminué  de  1  0/0  dans  le 
vase  négatif. 

La  diffusion  tend  à  égaliser  les  concentrations;  mais,  étant  donnée 
la  nature  capillaire  des  interstices,  il  est  concevable  que,  vers  la  fin 
de  la  charge,  une  couche  fine  d'acide  concentré  recouvre  la  posi- 
tive. 

b.  Pendant  le  repos.  —  A  la  fin  de  la  charge,  la  plaque  positive 
est  composée  de  peroxyde  de  plomb  imprégné  d'acide  plus  con- 
centré que  celui  du  liquide.  Pendant  le  repos,  trois  causes  viennent 
affaiblir  la  concentration  autour  de  la  positive  : 

1"*  La  diffusion,  rapide  au  début,  plus  lente  ensuite,  qui  subsiste 
jusqu'à  l'égalisation  des  concentrations  ; 

2*  L'action  locale  qui,  ainsi  qu'on  le  verra  plus  loin,  s'exerçant 
entre  le  PbO*  et  son  support  en  Pb,  donne  lieu  à  la  réaction  : 

PbOM-  H^SO»  +  H^SO»  +  Pb  =  PbSO» +^2q  4.  h^G -f  PbSO», 

d'où  il  résulte  une  absorption  de  l'acide  et  son  remplacement  par  de 
Teau.  Cette  action  locale  se  continue  pendant  très  longtemps  et  tend 
à  maintenir  la  concentration  dans  les  pores  de  la  matière  active  posi- 
tive, un  peu  plus  faible  que  celle  du  liquide,  malgré  la  diffusion 
inverse  ; 

3*  L'action  chimique  du  peroxyde  sur  l'eau  oxygénée  qui  se  forme 
à  la  fin  de  la  charge.  La  réaction  suivante  : 

PbO»  +  H203  =  PbO  +  H^O  +  0», 

qui  se  produit,  donne  naissance  à  l'oxyde  PbO,  qui  se  sulfate  ensuite 
et  diminue  ainsi  la  concentration  de  l'acide  au  pôle  positif. 

Sur  la  plaque  négative,  pendant  le  repos,  il  y  a  action  chimique 
directe  du  plomb  sur  l'acide  sulfurique,  d'après  l'équation  : 

Pb  +  H2S0^=PbS0»  +  Ha, 

d'où  il  résulte  un  affaiblissement  graduel  de  la  concentration  dans 
les  pores  de  la  négative,  affaiblissement  que  ne  parvient  pas  à  com- 
penser la  diffusion  par  suite  de  l'occlusion  dans  les  passages  capil- 
laires, des  bulles  d'hydrogène  qui  se  forment. 

c.  Pendant  la  décharge.  —  Aux  phénomènes  déjà  décrits  pendant 
le  repos  vient  s'ajouter  la  réaction  ordinaire  de  la  décharge  : 

PbO>  +  H^SO»  +  H2S0*  +  Pb  =  PbSO»  +  H20  +  H^O  +  PbSO«, 
dans  laquelle  Pb  est  le  plomb  spongieux  de  la  négative. 


158  LES  ACCUMUIATEURS  ÉLECTRIQUES 

Aux  deux  électrodes,  il  y  a  donc  absorption  d'acide  sulfurique  et 
production  d'eau. 

A  la  positive,  la  diminution  de  la  concentration  sera  plus  rapide 
qu'à  la  négative,  par  suite  du  transport  électrique  de  H'SO*  de  la 
plaque  PbO'  à  la  plaque  Pb,  qui  a  lieu  en  sens  inverse  de  celui  de 
charge. 

Dans  les  pores  des  deux  plaques,  la  concentration  diminuera  de 
plus  en  plus,  la  diffusion  ne  se  faisant  que  très  lentement,  et  de  plus 
le  sulfate  de  plomb  formé  venant  boucher  les  pores.  Lorsque  la  con- 
centration est  trop  affaiblie,  il  peut  même  se  former  sur  les  plaques 
un  corps  blanc  auquel  Gladstone  et  Tribe  attribuent  la  composition 
2PbSO^PbO. 

d.  Pendant  le  rbpos  après  décharge.  —  Après  décharge,  la 
diffusion  tend  encore  à  ramener  l'égalisation  des  concentrations. 

e.  Conclusions.  —  Les  variations  de  concentration  de  l'acide 
dans  les  pores  de  la  matière  active  étant  ainsi  démontrées,  il  est 
bien  évident  que  la  force  électromotrice  suivra  des  variations 
correspondantes,  d'après  ce  que  nous  avons  vu  au  chapitre  précédent. 

Analysons,  avec  Gladstone  et  Hibbert,  les  deux  courbes  (/î^.  31 
et  30)  de  force  électromotrice  en  charge  et  en  décharge.  Pendant  la 
charge,  il  se  forme  continuellement  de  l'acide  sulfurique  par  suite 
de  la  décomposition  du  sulfate  aux  deux  électrodes  ;  l'acide  envi- 
ronnant les  électrodes  devient  ainsi  de  plus  en  plus  concentré,  sur- 
tout à  la  positive.  Il  s'ensuit,  au  début  de  la  charge,  une  augmen- 
tation rapide  de  la  force  électromotrice.  Par  suite  de  la  tendance  de 
l'acide  concentré  à  descendre  et  de  la  diffusion,  un  point  sera  alors 
atteint  où  la  production  d'une  nouvelle  quantité  d'acide  à  l'électrode 
sera  compensée  par  sa  dispersion.  Ainsi  se  comprend  la  deuxième 
partie  AB  de  la  courbe,  pendant  laquelle  la  force  électromotrice  ne 
croît  plus  que  très  lentement,  par  suite  de  l'augmentation  progres- 
sive de  concentration  de  l'acide  intermédiaire. 

En  partant  d'un  acide  extérieur  à  24,6  0/0,  correspondant  à  la 
force  électromotrice  initiale,  on  déduit  des  mesures  de  Gladstone  et 
Hibbert,  sur  la  variation  de  la  force  électromotrice  avec  la  concen- 
tration, que  l'acide  doit  avoir  au  point  A,  pour  lequel  E  =  2,10  volts, 
la  concentration  40  0/0,  alors  que  Tacide  intermédiaire  est  resté  à 
24,5  0/0.  En  B,  la  concentration  autour  des  plaques  serait  45  0/0, 
le  liquide  intermédiaire  ayant  monté  à  27  0/0.  La  concentration 
atteindrait  ensuite  55  et  même  66  0/0  à  la  surface  des  matières 
actives,  quoique  le  liquide  intermédiaire  n'ait  pas  beaucoup  varié. 


FORCE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


159 


A  la  décharge,  Tacide  doit  s'afTaiblir  rapidement  par  suite,  d'une 
part,  de  la  diffusion  et,  d'autre  part,  de  la  formation  de  sulfate  de 
plomb  jusqu'à  ce  que  les  pertes  soient  réparées  par  lacide  intermé- 
diaire. Ainsi  s'explique  la  chute  de  la  force  électromotrice  dans  les 
premières  minutes  {fig,  30).  Après  une  demi-heure,  elle  a  pour  valeur 
2,03  volts,  correspondant  à  une  teneur  d'acide  de  25  0/0  autour  des 
plaques,  tandis  que  le  liquide  intermédiaire  est  à  27,8  0/0.  Il  se 
produit  ensuite  une  diminution  lente  de  la  force  électromotrice  qui 
atteint,  après  huit  heures,  la  valeur  2,00  volts  correspondant  à 
22  0/0  d'acide  pendant  que  l'acide  extérieur  est  encore  à  26  0/0.  Le 
liquide  environnant  les  plaques  s'affaiblit  alors  plus  rapidement,  et, 
quatre  heures  plus  tard,  la  force  électromotrice  obtenue,  1,92  volt, 
n'indique  plus  qu'une  concentration  de  7  0/0,  alors  que  le  liquide 
extérieur  est  seulement  descendu  à  23  0/0. 

Dans  le  tableau  49  ont  été  consignées  les  valeurs  de  la  densité  de 
l'acide  intermédiaire  aux  différents  points  de  la  charge  et  delà 
décharge. 

TABLEAU   49 


AU  POINT 

DENSITÉ  DE  L'ACIDE 

INTERHioiAlHK 

HÎÎS04  0/0 

A  de  la  charge 

B             -        

C             —        

D             -        

A'  de  la  décharge 

B'            —             

C            —             

i,i:8 

1,198 
1,201 
4,206 
1,205 
i,i89 
l,i80 

24,5 
27,0 
27,4 
28,0 
27,8 
25,9 
24,8 

Lorsque  l'élément  est  resté  assez  longtemps  au  repos  après  la 
charge,  l'allure  de  la  courbe  de  décharge  se  modiiie.  Dans  les 
courbes  de  la  figure  32,  dues  aux  expériences  d'Ayrlon,  20  et  21 
représentent  une  décharge  après  repos  et  la  charge  suivante,  tandis 
que  18  et  19  sont  ces  deux  courbes  normales.  Dans  le  premier  cas, 
il  y  a  relèvement  delà  force  électromotrice  au  début  de  la  décharge, 
ce  que  Gladstone  et  Hibbert  expliquent  par  une  attaque  de  la  plaque 
négative  par  l'acide  pendant  le  repos,  d'où  résulte  un  dégagement 
d'hydrogène  qui  vient  boucher  les  pores  et  tend  à  s'opposer  à  la 
diffusion  de  l'acide  plus  concentré  de  l'extérieur  vers  l'intérieur  de 
la  plaque.  Par  suite,  la  force  électromotrice  est  faible  au  début  de  la 


160 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


décharge;  mais,  comme  alors  Teffet  de  la  décharge  est  d'enlever  cet 
hydrogène,  la  diffusion  se  fait  et  la  force  électromotrice  remonte. 

Gladstone  et  Hibbert  attribuent  exclusivement  aux  variations  de 
concentration  les  variations  de  la  force  électromotrice.  L'expérience 
leur  a  montré  que  l'addition  d'eau  oxygénée  au  liquide  d'un  élément 
avait  pour  effet  une  faible  réduction  (0,02  volt)  pouvant  être  parfai- 
tement attribuée  à  la  dilution  de  l'acide.  D'autre  part,  afin  de  recher- 
cher l'influence  de  toute  autre  forme  possible  de  l'oxygène  actif,  ils 
chargèrent  un  élément  divisé  par  un  cloisonnement  et  contenant  de 
l'acide  à  20  0/0.  Une  minute  après  l'arrêt  de  la  charge,  la  force 
électromotrice  avait  pour  valeur  2,185  volts.  A  ce  moment,  on  inter- 
changeait les  plaques  de  façon  à  plonger  la  plaque  négative  dans  le 
liquide  contenant  les  produits  suroxygénés  (eau   oxygénée,  acide 


Décharge aveclOampères     Charge  avec  Sampères 


2.4. 

^î 

1,8 
ZA 
2,2 
2.0 
1.8 


024-68      10     0       24-68     10    12 

Temps  en  heures 

Fio.  32.  —  Forces  électromotrices  en  décharge  et  en  charge. 


persulfurique,  etc.).  La  force  électromolrice  décroissait  d'après  les 
valeurs  suivantes  du  tableau  50. 

TABLEAU    50 


TEMPS  ÉCOULÉ     ' 

FORCE  ÉLECTROMOTRICE 

DKPUI8  l'Échange  des  plaque» 

en  minutes 

BN   VOLTS 

1 

2,163 

6 

2,081 

8 

2,078 

10 

2,066 

i2 

2,063 

15 

2,055 

22 

2,044 

45 

2,031 

FORCE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  161 

Ces  valeurs,  représentées  par  la  courbe  poiniillée  de  la  figure  29, 
montrent  qu'il  n'y  a  pas  de  différence  appréciable  avec  Tallure  nor- 
male, etque,  par  conséquent,  les  produits  suroxygénés  n'ont  pas  d'effet 
sensible  sur  la  négative. 

En  additionnant  de  persulfate  de  potasse  le  liquide  autour  de  la 
positive,  Gladstone  et  Hibbert  ne  constatèrent  pas  de  variation  de  la 
force  électromotrice. 

2*  Explications  de  Darrieus.  —  G.Darrieus  '  a  combattu  les  conclu- 
sions de  GladstoneetHibbertau  sujet  delà  cause  de  la  surélévation  de  la 
force  électromotrice  au  début  d'une  décharge  et  de  sa  variation  pen- 
dant le  cours  de  la  décharge,  faits  que  ces  auteurs  attribuent,  comme 
on  vient  de  voir,  aux  inégalités  de  ccHicentrati on  autour  des  plaques. 
D'après  Darrieus,  la  partie  initiale  de  la  décharge  (ce  que  l'on 
appelle  le  coup  de  fouet)  serait  due  à  l'acide  persulfurique,  dont  Glad- 
stone et  Hibbertcontestent  la  présence  en  montrant,  d'autre  part,  que 
ce  coup  de  fouet  est  également  obtenu  quand  on  remplace  Tacide 
sdfurique  par  l'acide  phosphorique.  D'après  Darrieus,  dans  ce  der- 
nier cas,  il  se  formerait  de  l'eau  oxygénée,  qui  produirait  la  surélé- 
vation passagère  de  la  force  électromotrice. 

Afm  de  voir  s'il  y  avait  des  différences  de  concentration  dans  les 
liquides  baignant  la   matière  active  des  deux  électrodes,  Darrieus 
prit,  dans  un  élément  chargé  à  refus,  une  plaque  positive  et  une  né- 
gative, qu'il  plongea  immédiatement  dans  l'eau  distillée.  La  matière 
active  ayant  été  enlevée   des  plaques  sous  l'eau,  afin  d'en  retirer 
toutTacide  sulfurique,  celui-ci  était  dosé  dans  la  solution  et  aussi 
dans  le  sulfate  de  plomb  formé  aux  dépens  du   plomb   spongieux 
pendant  le  lavage. 
11  trouva  ainsi  : 
Plomb  spongieux  : 

Acide  libre  dégorgé  (pour  300  grammes  de  matière  traitée)     1,92  0/0 

Acide  du  sulfate  formé 1,10    >» 

Quantité  totale  d'acide 3,02    » 

Peroxyde  de  plomb  : 

Acide  libre  dégorgé  (pour  300  grammes  de  matière  traitée)    2,31  0/0*^ 

i.  Éclairage  électrique,  t.  XIV,  p.  229. 

2.  Xous  ferons  remarquer  ici  que  cette  épreuve  paraît  entachée  d'erreur,  car,  en 
ajoutant  pour  la  négative  l'acide  sulfurique  provenant  du  sulfate  formé,  on 
laisse  supposer  que  tout  ce  sulfate  a  été  formé  pendant  le  lavage,  alors  qu  il  est 
t^3  possible  que  la  plus  grande  partie  provienne  simplement  de  la  matière 
chargée,  qui  n*esl  jamais  du  plomb  spongieux  pur,  mais  renferme  toujours  des 
proportions  faibles  de  sulfate  de  plomb. 

11 


162 


LES  AGCrMULATEURS  ÉLECTRIQIES 


La  densité  du  plomb  spongieux  étant  égale  à  4  et  celle  du  peroxyde 
à  6,  ces  expériences  sembleraient  indiquer  que  la  concentration  était 
la  même  dans  les  deux  plaques. 

D'après  Darrieus,  s'il  est  vrai  que  Tacide  sulfurique  tend  à  s  orienter 
vers  la  positive  à  la  charge,  la  diffusion  suffit  à  égaliser  les  concen- 


2 

'  ^ 

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—"' 

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1£ 

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1 

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\ 

^O.S 

\ 

0^ 

^ 

FiG,  33. 


ÎO       10      30      9^      50       60      10      80      90      10Û 

Pnopontion  en  %  de  PbSO^ 
Influence  du  sulfate  de  plomb  sur  la  force  électro  motrice. 


trations  ;  tandis  que,  dans  les  expériences  de  Gladstone  et  Hibbert, 
la  diffusion  était  entravée  par  la  présence  du  vase  poreux.  Ainsi 
explique-t-il  aussi  que,  dans  le  cas  de  l'emploi  de  sulfate  de  soude 
comme  électrolyte,  la  solution  reste  neutre  à  la  charge,  tant  qu'on 
n'introduit  pas  un  diaphragme. 
Darrieus  admet  comme  raison  de  l'abaissement  de  la  force  élec- 


2 
t€ 

II 
0.8 
0.9' 

— 

=: 

T^ 

= 

— 

p; 

^ 

L__ 

— 

~ 

'*^ 

_2 

*.» 

— 

_,. 

C) 

' 

— 

.:^ 

• 

1 







50      €0      70.     80     90 


0       10       10      50      9-0 

Proportion  en  %  de  PbO 
FiG.  34.  —  Influence  du  protoxyde  de  plomb  sur  la  force  électro  motrice. 

tromotrice  pendant  la  décharge  la  transformation  progressive  pen- 
dant celle-ci  du  peroxyde  de  plomb  en  un  mélange  de  peroxyde 
d'oxyde  inférieur  et  de  sulfate  de  plomb . 

Cet  auteur  a  mesuré  la  valeur  de  la  force  électro  motrice  des  diffé- 
rents mélanges  en  partant  de  ces  trois  composés  de  plomb  préparés 
chimiquement.  Ces  mélanges  étaient  faits  très  intimement  et  intro- 
duits dans  une  capsule  en  platine.  La  négative  était  en  plomb  spon- 
gieux obtenu  soit  chimiquement,  soit  électrolytiquement,  les  résul- 
tats étant  les  mêmes.  Ceux-ci  sont  consignés  dans  les  deux  tableaux  51 
et  52  ainsi  que  les  deux  courbes  des  figures  33  et  34. 


FORCE  ÉLECTROMOTRTCE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  l63 

TABLEAU    51 

FORCES  ÉLECTROMOTRICES    DES   MKLANGES 

EN    PROPORTIOxNS   VARIABLES   DE  PbO'  CHARGÉ   ET  SÉCHÉ  ET   DE    PbO 
Négative  eo  Pb  spongieux  —  Acide  à  35*  B. 


PROPORTION 

PROPORTION 

FORCE 

NUMÉROS 

OBSERVATIONS 

DE   PbO* 

DB  PbO 

ÉLECTRO  MOTRICE 

0/0 

0/0 

volU 

i 

100 

0 

1,94 

2 

90 

10 

1,91 

3 

80 

20 

1,905 

4 

70 

30 

1,88 

5 

60 

40 

1,82 

Tend  à  baisser 

6 

50 

50 

1,795 

7 

40 

60 

1,72 

Tend  à  baisser 

8 

30 

70 

1,60 

— 

9 

20 

80 

1,48 

Reste  fixe  à  1,43 

10 

10 

90 

1,32 

Baisse  à  i,24 

TABLBAU     oâ 

FORCES  ÉLECTROMOTRICES 

MÉLANGES   DE   PbO'^   ET   DE   PbSO* 

NégatiTe  eD  Pb  spongieux.  —  Acide   à   35*    B. 

Les  mélanges  ont  séjourné  dans  l'acide  jusqu'à  force  électromotrice 
stable. 


NUMÉROS 

PROPORTION 
DB  Pb02 

PROPORTION 
DB  PbSO* 

FORCE 

iLECTROMOTRICB 

OBSERVATIONS 

0/0 

0/0 

volts 

Lesprcmièrt's  forces  éleclro- 

1 

100 

0 

2,06 

molrices  allcignenl  rapi- 

2 

90 

10 

2,045 

dement  une  valeur  stable. 
Les  dernières  ne  l'attoigrnont 

3 

80 

20 

2,03 

qu'après  plusieurs  heures . 

4 

70 

30 

2,02 

5 

60 

40 

2,015 

6 

50 

50 

2,01 

i 

40 

60 

2,01 

8 

30 

70 

1,99 

9 

20 

80 

1,99 

10 

10 

90 

1,87 

11 

0 

100 

0,60 

12 

15- 

85 

1,99       i 

Ces    trois   d«'rnirri.'S    exp»'- 

13 
U 

10 
5 

90 
95 

1,90 
1,50       / 

ricncesonlélé  faites  «près 
coup,  afin  de  délerminef 
exactement  le  cruchul. 

164 


LES  ACCUMUI-ATEUHS  ÉLECTRIQUES 


Comme  Darrîeus  attribue,  ainsi  qu'on  Ta  vu  précédemment,  la 
formation  de  sulfate  à  une  action  secondaire,  il  en  conclut  qu'il  est 
avantageux  de  favoriser  cette  action  secondaire  locale  qui  donne  nais- 
sance à  du  sulfate  de  plomb  et  produit  ainsi  une  constance  plus  par- 
faite  de  la  force  électromotrice.  Il  explique  également  par  cette  action 
locale  le  relèvement  de  la  force  électromotrice  pendant  le  repos  qui 
suit  la  décharge. 

Le  moyen  d'obtenir  ce  résultat  serait,  d'après  cet  auteur,  de  diviser 
le  plus  possible  la  matière  active  sur  le  conducteur.  Comme  vérifi- 
cation expérimentale,  il  prend  un  accumulateur  composé  de  positives 


« 

I   1   1 

1                 j 

^_1_ 

i-  -    *  sj- 

(,S 

î    ' 

*" 

-               \ 

-T-     -r— 

— 

— 

1- )--  — 

3;- 

' 

r 

*0     IM 

1 

A 

t 

-^  ot 

. 

1 

0       io      20      10      ^0      50       60      10      90      SO      iOO 
Proportion  de  Bê  So  * 

Fio.  35.  —  Influence  du  sulfate  de  baryte  sur  la  force  électromotrice. 


à  pastilles  carrées  de  20  millimètres  de  côté  renfermant  4.9d0grammes 
de  matière  active;  au  régime  de  60 ampères,  il  obtint 21 2  ampères- 
heures,  soit  une  utilisation  de  âS^'^S  de  peroxyde  paï»  ampère-heure, 
le  chiffre  théorique  étant  4«'",48  par  ampère-heure. 

Évidant  ensuite  les  pastilles  de  façon  à  ce  qu'elles  aient  un  trou 
carré  de  15  millimètres  de  côté,  il  ne  restait  plus  que  2.300  grammes 
de  peroxyde,  et  la  capacité  était  encore  de  170  ampères-heures,  soit 
une  utilisation  de  13^%5  par  ampère-heuré.  En  ne  laissant  plus  que 
1 .020  grammes  de  peroxyde,  on  obtint  encore  122  ampères-heures 
et  une  utilisation  de  8«%3  par  ampère-heure  ^ 

Le  sulfate  de  plomb  agit  donc,  en  présence  de  peroxyde,  comme 
un  corps  inerte  ne  donnant  pas  lieu  à  une  force  électromotrice 
parasite. 

Le  même  résultat  est  obtenu  avec  des  mélanges  de  PbO*  et  de  BaSO  * , 
corps  incontestablement  inerte,  ainsi  que  le  montre  la  courbe  de  la 
figure  35. 

Darrieus  donne  comme  preuve  de  la  surélévation  de  la  force  élec- 


1.  Nous  donnerons  plus  loin  une  explication  plus  rationnelle  de  Taugmentation 
du  coefficient  d'utilisation  de  la  matière  active  dans  ce  cas,  cette  utilisation 
dépendant  de  Tépaisseur  sous  laquelle  travaille  la  matière  active. 


FORCE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  165 

tromotrice  par  Tacide  persulfuriqae,  à  la  fin  de  la  charge,  le  fait 
suivant  : 

Si  OQ  prend  comme  anode  une  plaque  en  antimoine  spongieux, 
celle-ci  devient  blanche  à  la  charge  et  se  transforme  en  acide  anti- 
monique. 

La  négative  étant  en  plomb  spongieux,  la  force  électromotrice 
de  ce  couple,  mesurée  à  la  fin  de  la  charge,  est  de  2,30  volts,  chiffre 
semblable  à  celui  donné  par  Taccumulateur  au  plomb,  ce  qui  tend  à 
prouver  qu'au  début  les  réactions  sont  identiques  et  dues  au  même 
dépolarîsant  exothermique,  Tacide  persulfurique.  Si  on  fait  ensuite 
une  décharge  sur  cet  élément  à  positive  en  acide  antimonique,  au 
régime  de  0,7  ampère  par  décimètre  carré,  on  obtient  Tallure  donnée 
par  la  courbe  de  la  figure  155  qui  montre  que  la  différence  de  poten- 
tiel décroît  très  rapidement  au  début,  pour  se  maintenir  ensuite  sen- 
siblement constante  dans  la  partie  relative  au  fonctionnement  de 
Tacide. antimonique  comme  dépolarisant. 

De  même,  lorsqu'on  charge  le  couple  platine  |  acide  sulfurique  | 
plomb  spongieux,  la  différence  de  potentiel  atteint  à  la  fin  2,48  volts, 
pendant  que  le  dégagement  gazeux  se  produit  aux  deux  pôles.  La 
force  électromotrice,  due  à  la  présence  de  Tacide  persulfurique,  est 
alors  égale  à  2  volts.  Elle  baisse  d'abord  rapidement,  plus  lentement 
ensuite  jusqu'à  la  valeur  0,35  volt,  qui  correspond  au  couple  pla- 
tine I  acide  sulfurique  |  plomb,  lorsque  Tacide  persulfurique  a  été 
éliminé. 

Darrieus  attribue  également  une  part  de  la  surélévation  de  la 
force  électromotrice  fin  charge  à  Thydrogène  dégagé  à  la  négative. 

Il  en  donne  comme  preuve  la  constance  de  la  force  électromotrice 
fin  charge  lorsque,  prenant  pour  positive  une  plaque  PbO^,  on  prend 
comme  négative  des  métaux  différents,  comme  le  cuivre,  le  bismuth 
ou  Tantimoine  spongieux.  Dans  tous  ces  cas,  c'est  au  couple  acide 
persulfurique  |  acide  sulfurique  |  hydrogène  qu'il  attribue  la  force 
électromotrice  fin  charge.  C'est  également  à  ce  couple  qu'il  attribue 
la  force  électromotrice  initiale  (2,22  volts)  qu'il  a  obtenue  en  rem- 
plaçant les  deux  électrodes  par  des  plaques  de  charbon  poreux. 

di^  Discussion  des  affirmations  de  Darrieus.  —  Au  sujet  de  l'influence 
de  l'acide  persulfurique  sur  la  force  électromotrice,  Mugdan  *  a 
démontré  que,  s'il  se  forme  de  l'acide  persulfurique  à  la  fin  de  la 
charge,  celui-ci  ne  peut   avoir  le  rôle  que  lui  attribue  Darrieus. 

l.  ZeiUchrift  f.  Eleklrochemiey  t.  VI,  p.  309-320  ;  7  décembre  1899;  —  Éclairage 
électrique,  t.  XXIII,  p.  149. 


166  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Il  prit,  pour  cela,  deux  plaques  de  plomb  disposées  horizontale- 
ment; Télémcnt  était  formé,  la  plaque  inférieure,  munie  d'un 
rebord,  comme  positive,  et  la  plaque  supérieure,  perforée,  comme 
négative.  Si,  à  l'aide  d'une  pipette,  on  fait  couler  au  travers  de  la 
négative  sur  la  positive  un  peu  de  solution  sulfurique  à  25  0/0  ren- 
fermant 3  0/0  d'acide  persulfurique,  on  trouve  un  abaissement  de  la 
force  électromotrice,  et  il  se  dégage  de  l'oxygène  ozonisé. 

En  revanche,  Mugdan  ^  comme  Darrieus,  a  constaté  l'indépendance 
de  la  force  électromotrice  avec  le  sulfate  de  plomb.  Pour  démontrer 
que  la  force  électromotrice  est  indépendante  de  la  quantité  de  sulfate 
de  plomb  formée  sur  les  plaques,  il  fit  l'expérience  suivante  :  il 
prit  deux  petites  négatives  chargées,  Tune  fut  laissée  au  repos,  et 
l'autre,  déchargée  à  0,5  ampère  pendant  trois  heures,  entre  deux 
positives,  la  différence  de  potentiel  finale  étant  1,80  volt. 

Les  plaques  furent  ensuite  suspendues,  isolées  l'une  de  l'autre, 
dans  un  verre  avec  le  même  acide  que  celui  de  l'élément.  Après 
quatre  jours,  alors  qu'on  pouvait  considérer  l'équilibre  de  diffusion 
établi,  la  plaque  déchargée  se  montrait  plus  positive  de  0,003  volt 
que  la  plaque  non  déchargée. 

Les  plaques  furent  ensuite  portées  à  une  distance  de  quelques 
millimètres  l'une  de  l'autre  et  soudées  ensemble.  Après  soixante- 
trois  heures,  les  plaques  furent  séparées  à  nouveau,  et  on  mesura  la 
différence  de  potentiel  entre  elles.  La  plaque  déchargée  se  montra 
alors  un  peu  plus  négative  que  l'autre. 

Les  deux  plaques  furent  enfin  montées  entre  deux  positives,  et  les 
éléments  chargés  à  0,1  ampère.  Après  une  nainute,  la  plaque  non 
déchargée  indiquait  la  force  électromotrice  maxima,  et  il  se  déga- 
geait de  l'hydrogène;  cette  plaque  n'avait  donc  re^ndu  à  la  plaque 
déchargée  à  90 ampères-minutes  que  0,1  ampère-minute;  c'est-à-dire 
qu'il  n'y  avait  pas  eu  transport  d'électricité  de  l'une  à  l'autre  et 
qu'aucune  différence  de  potentiel  n'existait  entre  les  plaques. 

4*"  Conclusions  sur  les  causes  de  la  variation  de  la  force  électromo- 
Irice  jjendant  les  diff&ents  états  de  charge  et  de  décharge.  —  Pour 
résumer  les  différents  travaux  que  nous  venons  d'analyser,  et  rela- 
tifs à  la  variation  de  la  force  électromotrice  de  l'accumulateur  au 
plomb  pendent  ses  différents  états  de  charge  et  de  décharge,  on 
peut  dire  que  deux  explications  distinctes  sont  en  présence.  D'après 


1.  Zeitschrifl    f.  Elek  troc  hernie,  t.  VI,    p.    309-320;    —   Éclairage   électrique^ 
t.  XXIIl,  p.  152. 


FORCE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  16^ 

Tune,  celle  de  Gladstone  el  Hibbert,  les  variations  de  force  électro- 
motrice seraient  dues  uniquement  aux  variations  de  concentration 
d'acide  dans  les  pores  de  la  matière  active.  Dans  l'hypothèse  de 
Darrieus,  au  contraire,  ces  variations  proviendraient  du  changement 
de  composition  de  la  matière  active  pendant  la  décharge,  et  princi- 
palement de  la  présence  du  protoxyde  de  plomb. 

Disons  de  suite  que,  puisqu'il  est  démontré  aussi  bien  par  Dar- 
rieus que  par  Mugdan,  partisan  de  la  première  théorie,  que  la  pré- 
sence du  sulfate  de  plomb,  même  en  très  grande  proportion,  ne 
modifie  pas  sensiblement  le  potentiel  de  chacune  des  électrodes  posi- 
tive et  négative,  la  discussion  des  deux  hypothèses  repose  unique- 
ment sur  le  fait  de  la  production  du  protoxyde  de  plomb  pendant  la 
décharge. 

Cest  assez  dire  que  seule  l'explication  de  Gladstone  et  Hibbert 
est  en  accord  avec  la  théorie  de  la  double  sulfatation.  Nous  aurons 
d^ailleurs  à  examiner  dans  la  suite  différents  phénomènes  que  peut 
seule  expliquer  la  variation  de  concentration  de  Tacide  dans  les 
pores  de  la  matière  active.  Nous  verrons,  d'autre  part,  très  prochai- 
nement, dans  l'étude  de  la  variation  de  potentiel  de  chacune  des  élec- 
trodes pendant  les  différents  états  de  charge  et  de  décharge,  que 
la  négative  tout  comme  la  positive  a  son  potentiel  variable,  fait  que 
n'explique  pas  l'hypothèse  de  Darrieus,  puisque  cet  auteur  admet 
la  sulfatation  de  la  matière  active  négative  pendant  la  décharge, 
sans  production  de  protoxyde^ 

La  théorie  de  (Uadstone  et  Hibbert  n'est  cependant  pas  absolue, 
et,  comme  on  le  verra  par  la  suite,  la  théorie  des  ions  a  permis  de  la 
compléter  dans  l'étude  des  variations  des  différences  de  potentiel 
pendant  le  fonctionnement  de  l'accumulateur. 

Quant  à  lacide  persulfuriquc,  dont  la  production  peut  avoir  lieu 
dans  certains  cas  (selon  la  concentration  de  Tacide  et  la  densité  du 
courant),  il  n'y  a  pas  de  recherches  directes  montrant  que  sa  pré- 
sence à  la  positive  élève  la  force  électromotrîce  ;  les  expériences  de 
Mugdan  tendent  même  à  prouver  qu'il  y  a  abaissement  de  celle-ci. 

Rétablissement  de  la  force  électromotricd  après  charge  et  après 
décharge.  —  Le  relèvement  de  la  force  électromotrice  après  une 
décharge  a  pour  cause,  ainsi  que  l'ont  indiqué  Gladstone  et  Hibbert, 
la  diffusion  qui  vient  élever  peu  à  peu  la  concentration  de  Tacide  à 
l'intérieur  des  plaques  et  tend  à  l'égaliser  avec  la  concentration 
extérieure. 


168  LES  ACGUMUIATKURS  ÉLECTRIQUES 

Dolezalek^  a  calculé  cette  augmentation  de  concentration  avec  le 
temps  en  appliquant  la  loi  de  diffusion  de  Fick.  Si  on  appelle  de 
Taugmentation  de  concentration  pendant  le  temps  dt,  c,  et  a  les  con- 
centrations des  liquides  extérieur  et  intérieur  des  plaques,  s  la  sec- 
tion des  pores  et  l  leur  longueur,  on  a  d'après  cette  loi  : 

k  étant  une  constante. 

Or  on  peut  admettre  que  Ce  reste  sensiblement  constant  ;  comme, 
d'autre  part,  s  et  /  sont  des  constantes,  il  vient  évidemment  : 

dci       ,      ,, 

rfï  =  *-*«'• 

k  et  A'  étant  des  constantes. 

Comme  la  force  électromotrice  peut  s'exprimer,  en  fonction  de  la 
concentration  intérieure,  par  Téquation  (p.  iSâ)  : 

E  zi=i,8o0  + 0,00057,  c/ 


on  a: 


—  -  0  000^7  ^' 
dt  -  ^'^^^  dt 


et  par  suite 

dE 


=k'dt. 


ft  — E 
k  et  k'  étant  des  constantes.  L'intégration  donne  : 

E,  étant  la  force  électromotrice  après  le  temps  t  ;  E^,  celle  qui 
correspond  à  la  concentration  extérieure  ;  joet  a  sont  des  constantes  ; 
6,  la  base  des  logarithmes  naturels,  et  ^  le  temps. 

Pour  t  =  00        on  a        Ef  z=  E^ 
Pour  (  =  o  Ef  =  Ec  —  p 

p  donne  la  valeur  de  la  polarisation  à  la  fin  de  la  décharge. 

Moore^  a  déterminé  expérimentalement  les  vitesses  de  variation 
de  la  force  électromotrice  fin  décharge  et  fin  charge  ;  ces  courbes 
sont  tracées  en  pointillé  dans  les  figures  36  et  37. 

1.  Die  théorie  des  Bleiaccumulators^  Dolezalek,  p.  71. 

2.  Phytical  Review,  t.  IV,  p.  353;  1897. 


FOIICE  ÉLECTROMOTRICE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


169 


Volts 


^1 

2.0 
1,9 
1.8  U 


1.7 


—  -Re[è|Lernentde^.fjn  déehj^^e 


0 
20 


5 
15 


10 
10 


15 
5 


1 


^jj'MinutBS 


Fio.  36.  ^  Relèvement  de  la  force  électromotrice  à  la  fin  de  la  décharge. 


Minutes 


0  5  10  15  10 

20  15  10  5  0 

PiG.  37.  »  Abaissement  de  la  force  électro motrice  à  la  fin  de  la  charge. 


170  LES  ACCl'MULATEURS  ÉLECTRIQUES 

lîn  appliquant  Téquation  (1),  dans  laquelle  on  fait  : 

p  =  2,052  —  1 ,788  =  0,264        et        a  =  0,883, 

ou  obtient  pour  les  différents  temps  t  les  valeurs  indiquées  par  les 
croix  dans  la  figure  3tî,  qui  montrent  la  validité  de  la  loi. 

Dans  le  cas  de  la  charge  {/îg,  37),  il  y  aurait  évidemment  à  consi-» 
dérer,  en  outre,  la  diffusion  du  sulfate  de  plomb  d'après  ce  qui  a 
été  expliqué  dans  la  théorie  des  ions. 

Réversibilité.  —  La  variation  de  la  force  électromotrice  pendant 
la  aharge  et  pendant  la  décharge  pouvait  faire  penser  que  les  phéno- 
mènes dont  Taccumulateur  est  le  siège  ne  sont  pas  complètement 
réversibles.  Il  n'en  est  rien  cependant,  si  on  admet  que,  la  diffusion 


2JÛ 

ifiê 

é^ 

—H 

— 

"■ 

\^ 

%m 

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5/J 

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4 

9 

u 

7 

g 

0 

5 

0 

* 

7, 

A 

7 

S 

0 

^ 

B' 

» 

Minutez 
FiG.  38.  —  Variation  de  la  force  éleclromotrice  pendant  le  passage  brusque 
de  l'étal  de  décharge  à  celui  de  charge,  et  vice  versa, 

ne  se  faisant  qu'avec  une  certaine  difficulté,  l'acide  libéré  à  la  charge, 
rend  lai  concentration  plus  élevée  autour  de  la  matière  active  ;  tandis 
qu'à  la  décharge  la  combinaison  de  l'acide  à  l'état  de  sulfate  de 
plomb  diminue  cette  concentration  à  une  valeur  inférieure  à  la  con- 
centration de  l'acide  intermédiaire.  Ainsi  considéré,  l'accumulateur 
est  parfaitement  réversible,  contrairement  aux  hypothèses  de  Elbs 
et  Darrieus,  et  ses  propriétés  mécaniques  suffisent  à  expliquer  les 
différences  de  force  électromotrice. 

Dolezalek*  a  d'ailleurs  vérifié  cette  assertion  par  l'examen  de  la 
courbe  des  forces  électromotrices  obtenues  en  passant  rapidement 
de  la  charge  à  la  décharge  (Voir  fig,  38). 

1 /intensité  du  courant,  soit  de  charge,  soit  de  décharge,  était 
maintenue  constamment  égale  à  2  ampères.  Les  abscisses  sont  pro- 
portionnelles aux  temps  et  les  ordonnées  aux  forces  électromotrices 
obtenues  à  Taide  de  la  différence  de  potentiel  aux  bornes  et  de  la 
résistance  intérieure  r  =  0,025  ohm.  Le  segment  AB  correspond  à 

1.  Wiedm.  Ann.,  t.  LXV,  p.  894-916;  1898;  —  VÊclairage  électrique,  t.  XVII, 
p.  492. 


FORCE  ÉLECTROMOTRIGE  DE  L'ACGUMUIATEUR  AU  PLOMB 


171 


la  partie  moyenne  d'une  courbe  de  décharge  normale.  En  B^  on  ren- 
versait rapidement  le  sens  du  courant;  la  force  électromotrice  de 
l'accumulateur  ne  remontait  pas  brusquement,  mais  progressivement, 
et,  pour  prendre  la  valeur  qui  correspondait  à  la  charge,  il  fallait  que 
l'élément  fût  traversé  par  environ  10  ampères-minutes.  En  C,  on  ren- 
versait encore  une  fois  le  sens  du  courant  ;  il  se  produisait  un  phé- 
nomène analogue,  la  force  électromotrice  baissait  progressivement 


2.078 
2.076 


X 

I 


0 

FiG.  39. 


0.05 


0.1    Amp 


Forces  électromotrices  en  charge  et  en  décharge 
pour  de  très  petites  intensités. 


et  atteignait  la  valeur  qui  correspondait  à  la  décharge  quand  relè- 
vent avait  laissé  passer  à  peu  près  la  même  quantité  d'électricité 
que  ci-dessus. 

Dolezalek  a  fait  également  des  mesures  sur  un  gros  accumulateur 
de  «  Walt-Acc-Werke  »  de  Berlin,  ayant  une  capacité  de  200  ampères- 
heures  environ  et  renfermant  six  plaques  positives  et  septnégatives  de 
dimensions  280  X  170  X  4  millimètres,  écartées  de  10  millimètres. 
1^  résistance  intérieure,  calculée  d'après  Tacide  employé  (25  0/0), 
atteignait  0,00025  ohm.  Les  courants  étant  de  très  faible  intensité, 
laperte  en  volts  due  à  cette  résistance  ne  dépassait  pas  0,00003  volt, 
valeur  tout  à  fait  négligeable  et  qui  permettait  de  considérer  la  diffé- 
rence de  potentiel  mesurée  aux  bornes  comme  donnant  la  valeur  de 
la  force  électromotrice.  En  mesurant  ainsi  la  force  électromotrice 
en  charge  et  en  décharge  pour  de  faibles  intensités,  Dolezalek  a 
obtenu  les  résultats  qu'expriment  les  courbes  [fig,  39).  Ces  courbes 


iia 


LES  ACCUMUIATEURS  ÉLECTRIQUES 


montrent  que,  pour  0,1  ampère  (0,0017  ampère  par  décimètre  carré), 
la  différence  entre  les  forces  électromotrices  de  charge  et  de  décharge 
est  seulement  de  0,006  volt,  soit  0,3  0/0  de  la  tension  totale.  Cette 
diiîérence  devient  seulement  0,00D2  volt,  soit  0,1  pour  1.000  avec 
iiTie  intensité  de  0,01  ampère.  Ce  qui  tend  bien  à  prouver  la  réversi- 
hilité  de  Taccumulateur. 


CHAPITRE  VII 
RË8I8TANGE  laTËRJEURE  DE  L'AGCUMULATEUR  AU  PLOMB 


Au  point  de  vue  pratique,  ce  ne  sont  pas  les  variations  de  la  force 
électromotrice  qui  sont  les  plus  importantes  à  considérer,  mais  bien 
plutôt  celles  de  la  différence  de  potentiel  aux  bornes. 

On  sait  que,  si  on  appelle  E  la  force  électromotrice,  r  la  résistance 
intérieure  de  Taccumulateur,  et  I  l'intensité  du  courant,  on  a  pour 
la  différence  de  potentiel  e  aux  bornes  : 

e  z=lE  -\-  r\  pendant  la  charge 
et 

^  =  E  —  ri  pendant  la  décharge. 

Avant  d'examiner  les  variations  de  la  différence  de  potentiel,  il 
est  donc  indispensable  de  faire  suivre  Tétude  de  la  force  électromo- 
trice de  celle  de  la  résistance  intérieure. 

lesure  de  la  résistance  intérieure.  —  La  résistance  intérieure  des 
accumulateurs  peut  se  mesurer  par  les  méthodes  ordinaires*  (Mance, 
'«^nro,  etc.).  Comme  il  s'agit  de  valeurs  beaucoup  plus  faibles  que 
™s  le  cas  des  piles,  on  obtient  plus  de  précision  en  prenant  un 

nombre  impair  d'éléments  et  en  montant  en  opposition    7"    et  — ^ — 

^^  ces  éléments,  de  façon  à  n'avoir,  comme  force  électromotrice,  que 
celle  d'un  élément  et,  comme  résistance,  celle  des  n  éléments. 

'^sns  la  méthode  de  Kohlrausch,  employée,  comme  on  sait,  pour 
^^ïter  la  polarisation  dans  la  mesure  de  la  résistance  des  électro- 

*•  Armaimat,  Insirumenls  et  Méthodes  de  jnesures  électriques  indiuslrielles. 
p.  458-459 


174 


LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


lytes,  on  dispose  raccumulateur  dans  un  des  bras  du  pont  de  Wheatr 
stone  dans  lequel  on  a  remplacé  la  pile  par  un  générateur  à  courants 
-alternatifs  et  le  galvanomètre  par  un  téléphone  sensible. 

Ces  méthodes  ont  d'ailleurs  le  grave  inconvénient  de  ne  permettre 
la  détermination  de  la  résistance  de  Félément  qu'à  circuit  ouvert. 

Pour  là  mesure  de  la  résistance  intérieure  des  accumulateurs  à 
circuit  fermé,  on  peut  employer  la  méthode  générale  suivante  :  on 
détermine  au  même  instant  la  valeur  de  la  force  électromotrice  E  et 
celle  de  la  différence  de  potentiel  e,  pendant  que  l'élément  débite  à 
rintensité  connue  I,  et  on  déduit  la  résistance  r  de  la  formule  : 

E  -e 

Mais  les  résultats  ainsi  obtenus  sont  très  incertains,  surtout  quand 
on  emploie  les  méthodes  ordinaires  de  mesure  des  forces  électromo- 
trices; pendant  la  période  d'ouverlure,  en  effet,  la  force  électromo- 
trice varie  très  rapidement,  comme  on  sait. 

Plus  exactes  sont  les  méthodes  telles  que  celle  de  Munro,  dans 
lesquelles  la  mesure  de  E  et  e  se  fait  par  l'emploi  du  condensateur. 

M.  G.  Roux  a  donné  de 
la  méthode  de  Munro  la  va- 
riante suivante,  qui  est  très 
appropriée  au  cas  des  accu- 
mulateurs. 

i«  Méthode  O,  Roux,  — 
Le  diagramme  complet  de 
la  méthode  est  clairement 
indiqué  dans  la  figure  40. 
A  est  raccumulateur  étudié  ; 
Ri,  une  résistance  connue  permettante  mesure  de  l'intensité  ;  C  est 
un  condensateur  à  capacité  variable;  K3,  sa  clef  de  court-circuit; 
Gb  est  un  galvanomètre  balistique;  Kj,  sa  clef  de  court-circuit.  EnGn 
abca'b'c  est  un  inverseur  à  mercure. 

i^our  effectuer  la  mesure,  Taccumulateur  étant  en  décharge,  par 
exemple,  on  met  d'abord  le  commutateur  dans  la  position  ac^  a'c\ 
La  capacité  étant  C,,  on  a  une  élongation  cj,  telle  que  : 

A^CgRil  =  Ej. 

On  supprime  les  communications,  on  décharge  le  condensateur  à 
l'aide  de  la  clef  K3,  on  met  le  galvanomètre  en  court-cirpuit  avec 


FiG.  40.  —  Méthode  G.  Roux. 


RÉSISTANCE  INTÉRIEURE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


175 


la  clef  Kj,  puis  on  place  Tinverseur  en  position  aba'b',  A  ce  moment 
on  déshunle  le  galvanomètre,  puis  on  ouvre  la  clef  K,,  ce  qui  produit 
une  nouvelle  élongation  e.,  telle  que  : 

*C^{E-e)  =  6„ 

Cf  étant  la  nouvelle  capacité. 

p - 

On  tire  de  ces  équations  ainsi  que  de  r  =  — j —  la  valeur  de  la 

résistance  intérieure  : 

'tMélhode  de  E.  Wythe  Smith.  —  W.  Smith  <  a  imaginé  la  modifi- 
cation suivante  de  la  méthode  de  Mance,  qui  permet  la  mesure  de  la 
résistance  à  circuit  fermé. 

La  figure  41  indique  le  montage  ;  Taccumulateur  à  essayer  a  une 
résistance  intérieure  b  et 
une  force  électromotrice  e  ; 
r  est  la  résistance  du  circuit 
extérieur  contenant  une 
force  électromotrice  E,  par 
exemple  celle  de  la  dynamo 
employée  à  charger  Télé- 
ment. 

En   O,  un   circuit  auxi- 
liaire est  relié  à  ce  circuit  et  comprend  la  force  électromotrice  e^ 
et  les  résistances  m^  et  n^  réglées  de  façon  que  les  points  A  et  B 
soient  au  même  potentiel;  la  résistance  n,  comprend  la  résistance 
intérieure  de  l'élément  e,. 

Si  on  suppose  qu'un  courant  d'intensité  C  traverse  les  deux  circuits 
en  série,  la  différence  de  potentiel  entre  A  et  B  sera  maintenant  V; 
î?i  et  t?j  étant  les  différences  de  potentiel  entre  A  et  O  d'une  part, 
et  0  et  B  d'autre  part,  on  a  : 


Xi 


m. 


'et.       \     C 


b  \e     \       'e.        \ 

<^--H — ikif — ^-^ 

^___ » 

Fio.  41.  —  Méthode  Smith. 


puis 


V  =  t'<  +  Va, 


b  r  Hi  w/ 


1.  Sociélé physique  de  Londres^  24  juin   1892  ;  —  Lumière  électrique,  t.  XLV, 
p. l«5. 


VT- 


\  76  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

D'où  on  déduit  : 


et 


brC-T're  —  6E 

'^=' TfT — 

l'a  ==^ ; • 

nii  +  n^ 


Par  suite 


ferC  —  re  —  5E       m^yijC  4-  ffli^i 
6+r  "^       m<  +  n< 


Pour  C  =  O,  on  sait  que  V  =  O.  Il  s'ensuit  alors: 


—  re  —  bE  m«e<     _  ^ 

b  +  r  m|  +  n^ 


Et  on  a  par  conséquent: 

\b  +  r       fWi 


6r  m 


Si  on  mesure  la  résistance  apparente  R^  entre  À  et  B,  on  a  : 


i  iITit-- 


^ 


71,      ' 
lUJUUUUJ 


0 


/II.« 


Uettta 


d'où 


n. 


ïïi^ 


^ 


n,  = 


R,  =g» 


6r      I      m^nj 
b  +  T       W4  +  «4 


Fio.  42.  -  Méthode  Smith.  Si  on  prend  alors  trois  circuits 

[fig,  42)  reliés  au  point  commun  O, 
les  résistances  m^^m^^n^^  n^  étant  ajustées  pour  que  les  points  A,  B  et  C 
soient  au  même  potentiel,  les  résistances  apparentes  entre  les  points 
A  et  B,  A  et  C,  et  B  et  C  auront  les  valeurs  suivantes  : 


R,  = 


br 


^{^\ 


6  +  r'^m,  +n<' 
br      ,       m^n^ 


H.  =--. 


6  4-  r   *   ma  +  «2  ' 


W^lHj 


m^  +  ^\       ^h  +  "2 


RÉSISTANCE  INTÉRIEURE  DE  L'ACCUMULATEUR  XV  PLOMB 

De  ces  trois  équations  on  tire  : 


177 


br     _  R^-j-R^— R3 
b  +  r~~  2 


=  X 


et  la  résistance  intérieure^  de  Télément  s'exprime  en  fonction  de 

celle  valeur  a?  par 

x^      x^ 
b=ix  -{ [--%+  etc. 

Comme  dans  le  cas  d'un  accumulateur  x  est  petit  par  rapport  à  r, 
on  peut  se  contenter  des  deux  premiers  termes  et  prendre 

r 

On  peut  reprocher  à  cette  méthode  d'être  trop  compliquée. 
D'autres  méthodes  plus  simples  ont  été  imaginées  pour  permettre 

R 


A 

1 

_2         3_ 

1         4 

TD=J 

— J 

,e 

r 

-^ 

f 

L 

.^ 

^^ 

r 

-.AAAAAA/ 

\A/ 

L-. 

Fio.  43.  —  Méthode  G.  Boccali. 

la  mesure  de  la  résistance  à  circuit  fermé.  Telles  sont  les  méthodes 
de  Boccali,  Uppenborn,  Frôhlich,  Nernst  et  Haagn,  qui  toutes  reposent 
sur  des  variantes  du  pont  de  Wheatstone. 

3*  Méthode  de  C.  Boccali^.  —  La  méthode  employée  parBoccali  est 
wje  modification  de  celle  de  Kohlrausch  pour  la  mesure  des  résis- 
tances liquides.  La  bobine  d'induction  est  remplacée  ici  parla  dynamo 
décharge,  dont  le  courant  présente  des  ondulations  qui  font  produire 
au  téléphone  le  son  dont  le  minimum  indique  la  condition  d'équi- 
libre. 

La  figure  43  indique  le  montage  :  A  est  l'accumulateur  à  essayer  ; 

i.  EUckirotechn.  Zeilschr,,  1891,  p.  51  ;  —  Lumière  électrique,  t.  XLl,  p.  388. 

12 


178  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

R,  une  résistance  très  faible  qui  sert  d'étalon;  /*estle  fil  de  nickeline 
d'un  pont  à  curseur  ;  D,  la  dynamo  de  charge  (Boccali  employait  une 
dynamo  Lahmeyer  pour  galvanoplastie,  donnant  4  volts  à  2.000  tours}; 
T  est  le  téléphone. 

Afin  d'éliminer  les  résistances  des  fils  des  connexions  qui  ne  sont 
pas  négligeables  par  rapport  à  celles  de  Taccumulateur,  les  deux 
bornes  de  celui-ci  et  celles  de  la  résistance  R  sont  reliées  à  quatre 
godets  de  mercure.  En  plaçant  successivement  Textrémité  du  télé- 
phone dans  chacun  d'eux,  on  fait  quatre  lectures  sur  le  fil  divisé  et 
on  obtient  ainsi  les  deux  longueurs  de  fil  dont  le  rapport  est  égal  à 
celui  des  résistances  que  Ton  compare. 

Pour  mesurer  la  résistance  de  l'accumulateur  pendant  sa  décharge, 
la  disposition  est  identique  ;  mais  le  fil  f  doit  être  assez  fort  pour 
supporter  le  courant  de  décharge  sans  chauffer,  et  la  dynamo  D  est 
remplacée  par  un  interrupteur  à  manivelle.  Par  la  rotation  de  celui-ci, 
on  produit  des  ondulations  du  courant  de  décharge  qui  permettent 
d'effectuer  la  mesure  à  l'aide  du  téléphone.  En  donnant  au  circuit 
dérivé  de  l'interrupteur  une  résistance  suffisamment  élevée,  on  rend 
négligeables  les  variations  de  l'intensité  de  décharge  qui  proviennent 
de  la  rotation  de  l'interrupteur. 

Dans  les  mesures  ainsi  effectuées,  Boccali  employait  une  résis- 
tance de  2  ohms,  celle  de  l'étalon  de  comparaison  étant  égale 
à  0,007  ohm.  Dans  ces  conditions,  l'intensité  de  décharge  étant 
de  17  ampères,  la  dérivation  de  l'interrupteur  n'absorbait  que 
1,5  ampère. 

4°  Méthode  de  Uppenhorn  * .  —  Uppenborn  a  modifié  là  méthode  de 
Kohlrausch  de  façon  à  faire  varier  à  volonté  l'intensité  dans  les 
éléments  dont  on  veut  déterminer  la  résistance  intérieure. 

La  figure  44  indique  la  disposition  employée  :  quatre  éléments 
semblables  ou  quatre  groupes  d'éléments  semblables  sont  placés  , 

dans  les  quatres  branches  d'un  pont  de  Wheatstone.  Les  forces  élec-  i 

tromotrices  étant  égales,  la  fermeture  du  pont  entre  C  et  D  ne  i 

modifie  pas  l'intensité  du  courant  de  décharge,  qui  passe  dans  le  I 

circuit  de  A  à  B.  Une  bobine  d'induction  J  fournit  du  courant  alter- 
natif. Les  branches  CAD,  CBD  étant  identiques,  il  n'y  a  aucune 
chute  de  potentiel  alternatif  entre  A  et  B,  qu'on  peut  par  conséquent 
relier  à  volonté  sans  que  cela  influe  sur  la  valeur  de  la  résistance. 
On  place  alors  entre  les  bornes  A  et  B  un  voltmètre  V  et  le  circuit 

1.  Elektrotechn.  ZeiUchr.y  1891,  p.  137  ;  —  Lumière  électrique,  t.  XLI,  p.  495. 


RÉSISTANCE  IMÉRIEURE  DE  L'ACCUMUIATEUR  AU  PLOMB 


179 


de  décharge  renrermant  rampèreinètre  a  et  le  rhéostat  r.  On  peut 
ainsi  mesurer  simultanément  la  différence  de  potentiel,  l'intensité  et 
la  résistance  des  éléments  groupés  par  deux  en  tension  et  deux  en 
dérivation. 

Le  fil  divisé  MN  permet  la  lecture  directe  de  cette  résistance,  le 
pont  de  mesure  étant  constitué  par  les  bras  MH,  HN,  la  résistance 
de  comparaison  R  et  les  éléments. 

N 


0  --r^ 

--AAAM/WWVVWV 


Fio.  44.  —  Méthode  Uppenbom. 

Cette  méthode  a  le  grave  inconvénient  d'exiger  l'emploi  de  quatre 
éléments  semblables. 

5*  Méthode  de  Frœlick*.    —  Frœlich  a  modifié  la    méthode  de 
Kohlrausch  de  façon  à  permettre  la  mesure  de  la  résistance  de  Télé- 
mentlraversé  par  des  courants  d'intensité  variable  et  en  n'employant 
qu'un  seul  élément. 
La  figure  45  indique  le  schéma  du  montage, 
E  est  l'élément  à  essayer;  P,  une  batterie  dont  le  courant  est  rendu 
alternatif  à  l'aide  de  l'interrupteur  rotatif  I  ;  r^  et  r^  sont  des  résis- 
tances fixes;  r  et  r^,  des  résistances  variables,  la  première  permet- 
tant de  faire  varier  l'intensité  de  l'élément,  la  deuxième  servant  au 
réglage  de  l'équilibre  du  pont.  Les  résistances  r^  et  r^  sont  choisies 
de  telle  façon  que  le  courant  d  e  l'élément,  passant  dans  cette  dériva- 
tion, soit  très  faible,  g  est  un  galvanomètre  ou  un  ampèremètre  et  g^ 
une  résistance  égale  à  celle  de  g. 

i.  Sleklrolechn.  Zeilschr.,  1891,  p.  310;  —  Lumière  éleclnque,  t.  XLI,  p.  496. 


IBO 


LE«  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Pendant  la  mesure  de  la  résistance  de  Télément,  g^  est  inséré 
dans  le  circuit  ;  on  insère  ensuite  le  galvanomètre  g  et  on  détermine 
rintensité  du  courant  qui  traverse  E. 

On  obtient  directement  la  résistance  u  réduite  de  r  et  de  la  résis- 
tance de  rélément.  On  en  déduit  facilement  cette  dernière. 


Fio.  45.  —  Méthode  Frœlich. 


^^  Méthode  de  Nernst  et  Haagn*  modifiée  par  Gahl^,  —  La  figure  40 
montre  le  schéma  du  montage  avec  la  méthode  Nernst  et  Uaagn 
modifiée  par  Gahl. 

W<  est  rélément  dont  on  veut  mesurer  la  résistance  intérieure. 

Cet  élément  est  chargé  et  déchargé 
directement  sur  un  circuit  d'éclai- 
rage à  iiO  volts,  un  certain  nombre  de 
lampes  étant  disposées  en  tension  avec 
lui.  La  résistance  de  ce  circuit  de 
même  que  celle  d'un  voltmètre  bran- 
ché sur  rélément  pour  en  suivre  les 
variations  de  tension  étant  considéra- 
blement plus  élevées  que  la  résistance 
de  rélément,  leur  influence  sur  la  me- 
sure peut  être  complètement  négligée. 

Comme  il  s'agît  ici  de  très  faibles  résistances,  la  bobine  d'induc- 


FiG.  46.  —  Méthode  Nernst 
et  Haagn,  modifiée  par  Gahl. 


1.  Zeitschr.  /".  Elektrochemie,  1. 111,  p.  421  ;  1897. 

2.  Zeitschr.  f,  E  le  k  troc  hernie,  t.  Vil,  p.  429  ;  1901  ; 
p.  68;  13  avril  1901. 


Éclairage  électrique. 


RÉSISTANCE  INTÉRIEURE  DE  LACCUMIJIATEUR  AU  PLOMB  181 

tioQ  employée  a  son  circuit  à  fil  fin,  avec  rinterrupteur  en  tension, 
branché  sous  110  volts,  et  le  courant  alternatif  est  fourni  par  le  cir- 
cuit à  gros  fil,  fixé  aux  deux  extrémités  du  pont,  le  condensateur  C, 
étant  dans  ce  circuit  et  empêchant  le  passage  du  courant  continu 
de  réiément.  Les  deux  condensateurs  de  comparaison  C|  et  C,  sont 
composés  d'environ  50  feuilles  d'étain  de  4  décimètres  carrés  sépa- 
rées par  du  papier  paraffiné. 

Le  bras  ÂB  du  pont  se  compose  d'un  fil  de  rhéotan  ayant  1  mètre 
de  longueur  et  3  millimètres  de  diamètre  ;  il  est  monté  sur  une  plan- 
chette, et  soudé  à  ses  extrémités  à  un  bloc  de  laiton  terminé  par  une 
tige  épaisse  qui  plonge  dans  un  godet  de  mercure.  Des  coiïtacts 
semblables  sont  employés  à  tous  les  points  où  on  veut  éviter  une 
résistance  de  contact.  Le  téléphone  utilisé  comporte  une  bobine 
composée  d'un  petit  nombre  de  spires  d'un  fil  assez  fort,  ce  qui 
diminue  sa  résistance. 

On  obtient  très  aisément  et  avec  grande  rapidité  la  résistance 
intérieure  d'un  accumulateur  dans  tous  ses  différents  états,  en  étalon- 
nant empiriquement  le  pont.  Pour  cela,  on  remplace  W^  par  une  série 
de  résistances  connues  pour  lesquelles  on  détermine  le  point  du 
contact  glissant  correspondant  au  repos  du  téléphone.  On  gradue 
ainsi  le  bras  AB  sur  lequel  on  n'a  plus  qu'à  lire  ensuite  directement 
la  résistance  de  l'élément. 

7"  Méthode  Bruger,  —  Le  D'  Th.  Bruger  *  emploie  une    méthode 
qui  se  rattache  en  principe  aux  mé- 
thodes précédentes,  mais  qui  évite 
l'emploi  de  condensateurs. 

La  figure  47  montre  la  disposition 
du  montage  :  a  eib  sont  deux  résis- 
tances sans  induction  ni  capacité, 
et  de  valeur  pas  trop  élevée;  x  est         ^A^* 
l'accumulateur  à  mesurer  qui  dé-  ^ ^^H^tMHHsf 


charge  sur  la  résistance  ^\  y  qX  z  N\rNst\hht\ 

sont  deux   accumulateurs  supplé-  1_q0_J 

mentaires  dont  les  constantes  n'ont  pio.  n.  —  Méthode  Bruger. 

pas  besoin  d'être  exactement  con- 
nues, mais  qui  se  trouvent  en  état  normal  de  charge  :  d  est  un  fil 
tendu  de  résistance  faible,  divisé  en  ohms  et  sur  lequel  un  contact 
glissant  G  vient  limiter  la  résistance  r  ;  w  désigne  la  résistance 

1.  Centralblatt  f,  Accumulatoren  und  Elemenlenkunde,   t.  Il,  p.  197;  1901;  — 
Éclairage  électrique,  t.  XXIV,  p.  100. 


i82 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


totale  de  y  et  des  contacts  des  conducteurs  ;  h  est  un  commutateur  ; 
J,  la  bobine  d'induction  pour  la  production  de  courants  alternatifs, 
et  T,  un  téléphone. 

Par  cette  disposition,  on  élimine  Taction  du  courant  continu  pro- 
venant de  l'accumulateur  d'essai. 

Si  on  place  d'abord  le  commutateur  h  dans  la  position  1,  on  a, 

lorsque  G  est  dans  une  position  telle  que  le  téléphone  ne  vibre  plus, 

la  résistance  étant  alors  r^, 

a X  4- 1<? 

6  ri 


(i) 


En  plaçant  h  dans  la  position  II,  la  résistance  d^équilibre  devenant 
Tj,  on  a  : 

0|  Ta 


De  ces  deux  équations  on  tire  : 

""-     6  +  r, 


(3) 


En  général  a  et  6  sont  grands  par  rapport  à  r,  de  sorte  que,  si  une 

approximation  de  1  0/0  environ 
suffit,  on  peut  négliger  v^  devant 
6,  et  on  a  alors  : 


x^l[r,- 


■H\ 


(3fl} 


AHUtMH^ 


^\  ~  ^â  ^s**  '^®  directement,  et  - 

est  choisi  convenablement  pour  don- 
ner un  rapport  simple. 

Comme  modification,  on  peut 
relier  le  contact  glissant  G  directe- 
ment au  téléphone,  comme  l'indique  le  schéma  de  la  figure  48.  Par 
la  mesure  I,  le  conducteur  d  est  divisé  en  deux  résistances  r^  et  r,,  et 
par  la  mesure  H,  en  deux  autres,  r\  et  r\.  On  a  alors  : 


' — @^) — ' 

FiG.  48.—  Méthode  Brugermodiflée. 


et 


X 

-f- 

w  4- 

^i 

= 

a 

''2 

b 

w 

_+ 

n- 

a 

+ 

X 

ri 


(1) 
(2) 


i83 


RÉSISTANCE  INTÉRIEURE  DE  L' ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 

•^  OÙ  on  lire  : 

(a  +  6)(r,-r2) 

X  —  ^ 7 — t — ; > 

6  +  r, 

^^  négligeant  r'^  devant  b  : 

a  +  b  ,  ,  , 


Cette  disposition  a  sur  la  précédente  Tinconvénient  de  donner 
pour  la  différence  r^  —  r\  une  valeur  beaucoup  plus  petite  et  par 
suite  moins  précise  que  pour  la  différence  r^  — r^. 


i'^'^' 

I 


^ 


m 


HH      wvwJ 


Fio.  49.  —  Schéma  de  l'appareil  (méthode  de  Bruger). 

La  figure  49  représente  le  schéma  de  Tappareil  construit  par  la 
maison  Hartman  et  Braun  pour  la  mesure  des  résistances  d'accumu- 
lateurs, d'après  la  première  méthode  [fig,  47). 

L^accumulateur  x  à  essayer  est  relié  aux  bornes  Kj  et  K,  au  moyen 
de  conducteurs  souples  de  forte  section.  La  clé  S  permet  d'introduire 
dans  le  circuit  le  téléphone  T  ou  de  Ten  retirer.  Le  commutateur  h 
sert  à  effectuer  les  deux  dispositions  désignées  ci-dessus  par  I  et  II  ; 
rf  est  la  résistance  graduée  en  ohms,  et  J,  la  bobine  d'induction  de 
faible  résistance  intérieure. 

Od  effectue  la  mesure  comme  il  est  indiqué  plus  haut  et  on  obtient 
ainsi  la  résistance  réduite  de  x  et  de  la  résistance  R  placée  en 


Variations  de  la  résistance  intérieure.  —  L'accumulateur  au  plomb 
jouit  de  la  propriété  d'avoir  une  résistance  intérieure  excessivement 
faible  et  qui  peut  être,  comme  on  le  verra  plus  loin,  de  l'ordre  des 
centièmes  d'ohm  pour  les  petits  éléments  et  des  dix-millièmes  pour 
les  gros. 

U  résistance  intérieure  d'un  élément  donné  n'a  d'ailleurs  pas  une 


184 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


valeur  fixe  ;  mais  elle  varie,  comme^  c'était  à  prévoir,  avec  les  diffé- 
rents états  de  cet  élément.  D'autre  part,  on  sait  que  la  résistance  des 
piles  varie  avec  l'intensité  du  courant;  on  pouvait  présumer  une 
même  variation  pour  l'accumulateur  au  plomb. 

II  est  donc  intéressant  de  rechercher  d'abord  la  variation  de  la 
résistance  de  celui-ci  avec  les  différents  facteurs. 

1**  Influence  de  VintensM,  — W.-H.  Preece  ^  fit  des  essais  sur  de 
petits  éléments  Planté  construits  par  la  maison  Elwell  Parker  C^,  de 
Wolverhampton. 

11  trouva  pour  la  variation  de  la  résistance  intérieure  en  fonction 
de  l'intensité  les  valeurs  du  tableau  53. 

TABLEAU   53 


INTENSITÉ 

DU   COURANT  DB  DEC BARGE 

en  ampères 

RÉSISTANCE  INTÉRIEURE 

KN   OHMS 

4,39 

7,25 

15,84 

25,07 

0,7608 
0,4607 
0,2816 
0,1969 

Preece  vérifia  que  cette  diminution  de  la  résistance  ne  provenait 
pas  de  l'augmentation  de  température  :  la  température  normale  de 
l'élément  étant  12^,5  C.  il  fit  passer  pour  cela  pendant  vingt  minutes 
des  courants  de  différentes  intensités  et  il  mesura  la  température  au 
moyen  d'un  thermomètre  très  sensible. 

Preece  obtint  les  chiffres  du  tableau  54. 

TABLEAU   54 


INTENSITÉ 

TEMPÉRATURE 

ampères 

5 
10 
16 
20 

Aucune  modification  de  la  température. 
Modification  insignifiante. 
Environ  lio,75  G. 
A  peine  13»  C. 

1.  Communication  de  W.-H.  Preece  à  la  «  Royal  Society  »,  le  21  mai  1885. 


RÉSISTANCE  INTÉRIEURE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


185 


W.  Greef*  trouva  que  la  résistance  décroît  lorsque  le  débit 
augmente,  d^abord  très  vite,  puis  plus  lentement,  et  tend  vers  une 
limite.  En  faisant  diminuer  ensuite  le  courant,  la  résistance  remonte, 
mais  n'atteint  pas  les  premières  valeurs,  et  la  différence  est  d'autant 
plus  grande  que  la  quantité  d'électricilé  enlevée  à  l'élément  est  plus 
grande. 

Les  mesures  de  Preece  et  Greef  tendent  à  montrer  que  la  résis- 
tance intérieure  dépendrait  considérablement  de  l'intensité.  Il  faut 
remarquer  cependant  que  ces  expériences  sont  anciennes  et  que 
les  méthodes  permettant  la  mesure  rigoureuse  de  la  résistance  d'un 
accumulateur  à'  circuit  fermé  sont  plus  récentes. 

Pour  cette  raison,  doit-on  plutôt  s'en  rapporter  aux  mesures  sui- 
vantes de  Haagn,  qui  prouvent  que  la  résistance  intérieure  dépend 
très  peu  de  l'intensité  du  courant  qui  traverse  l'élément?  Haagn'  a  dé- 
terminé, à  l'aide  de  la  méthode  de  Nernst,  l'influence  de  l'intensité 
sur  la  résistance  intérieure  d'un  petit  accumulateur  PoUak  déchargé 
jusque  1,70  volt  (la  capacité  débitée  était  de  2  ampères-heures).  A 
cet  état,  il  mesura  la  résistance  intérieure  pour  différentes  intensités 
et  il  trouva  les  valeurs  suivantes  (tableau  55)  : 

TABLEAU    55 


INTENSITÉ 

RÉSISTANCE  INTÉRIEURE 

IH  JOlpiRU 

BM   OHMS 

0,00 

0,0422 

0,10 

0,0421 

0,20 

0,0423 

0,48 

0,0423 

0,65 

0,0423 

1,00 

0,0423 

0,00 

0,0422 

D'autres  mesures  effectuées  au  milieu  de  la  décharge  indiquaient 
également  une  valeur  sensiblement  constante  (r  =  0,0187  ohm). 

2*  Influence  des  différents  états  de  charge  et  de  décharge,  —  Hall- 
wachs^  a  déterminé,  à  l'aide  de  la  méthode  de  Kohlrausch  (emploi  du 


1.  Elektrotechn,  Zeitschr,,  l'août  1895;  —  Éclairage  électrique ,  t.  IV,  p.  514. 

2.  Inaugurai  Dissertation^  Gœttiogue,  1897;  —  Zeitachr.  f,  physical.  Chemie, 
t.  XXJli,  n*  1  ;  1897. 

3.  Wied,  Ann.y  t.  XXI],  p.  95;  1884. 


186 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


téléphone  et  du  courant  alternatijf),la  variation  de  la  résistance  inté- 
rieure en  charge  et  en  décharge  et  a  trouvé  les  valeurs  du  tableau  56. 


TABLEAU    56 

CHARGE 

DÉCHARGE                          | 

TKIIP8  E:^  HBURB8 

niSKTANCB   BR   OHMS 

TEXra  EN  BBURB8 

niSIRTANCB   EN   OHMS 

0 
0,5 

1 
2 
4 

0,30 

0,03 
0,02 
0,01 
0,008 

0 

2 

4 

10 

13 

0,008 

•0,01 
0,012 
0,09 
0,25 

D'où  il  résulte  que  la  résistance  augmente  considérablement  à  la 
fin  de  la  décharge. 

Hâberlcin^  a  également  constaté  une  augmentation  de  résistance 
intérieure  en  décharge  et  une  diminution  en  charge. 

Boccali^,  en  effectuant  à  Taide  de  sa  méthode  les  mesures  de  la 
résistance  intérieure  en  circuit  fermé,  trouve  en  outre  une  légère 
augmentation  de  celle-ci  vers  la  fm  de  la  charge,  lorsque  apparaît  le 
dégagement  gazeux.  Il  indique  en  effet  les  valeurs  suivantes 
(tableau  57)  : 

TABLEAU    57 


CHARGE 


TEMPS  EN    IIEL'RKS 


RESISTANCE   EN  OHMS 


0,0017 
0,0015 
0,0022 
0,0024 


DÉCHARGE 


TEMPS   EN  HEURES 


RfelSTANCB  EN  OHMS 


0,0022 
0,0025 
0,0028 
0,00:J0 


qui   se  rapportent  à  un  élément  Farbaky-Schenek  à  13   plaques 
270  X  200  millimètres  écartées  de  7  millimètres. 

Haagn^  a  également  mesuré  la  variation  de  résistance  intérieure 

1.  Wied.  Afin.,  t.  XXXI,  p.  402;  1881. 

2.  Eleklrolechn.  Zeitschr.,  p.  51  ;  1891. 

3.  Zeilschr.  f.  Elektrochemie,  t.  II,  p  493,  et  t.  III,  p.  421 


RÉSISTANCE  INTÉRIEURE  DE  LACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


187 


^^dantle  coars  de  la  charge  et  de  la  décliarge  pour  un  élément 

I  ^'^ak,  et  il  a  trouvé  les  valeurs  exprimées  dans  les  deux  courbes  de 

^'glireSO.  Ces  courbes,  qui  se  rapportent  à  l'intensité  de  décharge 


Ohm 
0.06 

0.05  - 


0.04 


0.01 


-1 i 1 1 1 1 

I         I         '  I         j.        I 


I 


I 


I 


I 


I 


*K-'] 1 ^  — r 

"n       !       I       I       1       ' 

I        I       7       r^iCha^ei 


I 


l 


I 


I 

T" 

I 


"T" 
I 


12  3  4  5  Heures 

FiG.  50^.  —  Variations  de  la  résistance  en  charge  et  en  décharge,  d'après  Haagn. 

0,65  ampère  et  à  Tintensité  de  charge  0,525  ampère,  montrent  que 
la  résistance   augmente  pendant  la  décharge  et  qu'en  charge  elle 
repasse  à  peu  près  par  les  mêmes  valeurs  en  sens  inverse. 
Le  tableau  58  indique  d'ailleurs  les  valeurs  trouvées  par  Haagn. 

TABLEAU   58 


DÉCHARGE 

1IÉBI9TANCX 

CHARGE 

IXTE.ISITK 

HÉ81BTANCK 

TEMPS 

eo  ampères 

en  ohms 

TB>lPt 

en  ampères 

en  ohms 

b«iirr8  mioulcft 

heur»  miDutrs 

0 

0,67 

0,0177 

0 

0.525 

0,0399 

i 

0,66 

0,0i84 

0,45 

» 

0,0309 

1,28 

0,65 

0,0i93 

1,40 

» 

0,022 

iM 

0,65 

0,0213 

2,5 

» 

0,021 

2,5 

0,645 

0,0221 

3,0 

)) 

0,0199 

2,40 

0,635 

0,0246 

4,0 

» 

0,0194 

3,10 

0,625 

0,0261 

4,55 

» 

0,019i 

3,23 

0,620 

0,0286 

3,50 

0,60 

0,0334 

4,43 

0,35 

0,0516 

• 

Avec  un  élément  Hagen  pour  télégraphes,  les  différentes  valeurs 
delà  résistance  pendant  la  décharge  poussée  jusque  i  ,70  volt  étaient 
celles  exprimSes  par  le  tableau  59. 


188 


LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 
TABLBAU  59 


DÉCHARGE 

INTENSITi 

RÉftlSTA5CB 

eu  ampères 

en  ohms 

heures  mioules 

0 

<,5 

0,0095 

0,30 

1,4 

0,0098 

1,5 

1,4 

0,ai08 

1,40 

1,4 

0,0126 

2,0 

1,3 

0,0132 

2,40 

1,'J5 

0,0163 

3,5 

1,1 

0,0220 

L'allure  de  la  courbe,  donnée  parla  figure  51, est  semblable  à  celle 
de  Télément  précédent. 
Haagn  a  recherché  Tiniluence  des  variations  de  concentration  aux 


Ohm 

0.02 


0,01 


I 

I 


..I      U-L.L- 
^     I      I      I 


J L 


JL 


--1- 


I 

-4- 
I 

JL 


1  2  3  Heures 

FiG.  51.  —  Variations  de  la  résistance  en  décharge,  d'après  Haagn. 

électrodes  en  effectuant  sur  le  même  élément  des  mesures  compara- 
tives de  résistance  intérieure  après  le  même  nombre  d'ampères- 
heures  débités,  mais  à  des  régimes  différents.  Il  a  trouvé  ainsi  les 
valeurs  du  tableau  60. 

TABLEAU   60 


DÉCHARGE  RAPIDE 

DÉCHARGE  LENTE 

(0,65  AMPÈnB) 

(0,27  AMPÈRE) 

ohm 

ohm 

0,01'77 

0,0165 

0,0184 

0,0171 

0,0193 

0,0181 

0,0213 

0,0206 

0,0261 

0,0251 

0,0516 

0,0475 

RÉSISTANCE  INTÉRIEURE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


189 


valeurs  qui  montrent  que  la  résistance  est  un  peu  plus  faible  dans  le 
cas  des  décharges  lentes,  par  suite  d'une  moindre  "baisse  de  la  con- 
centration. 

Ce  fait  est  facilement  explicable  par  le  rôle  de  la  diffusion.  Il  est 
évident  en  effet  que,  pour  un  même  nombre  d'ampères-heures  débités, 
la  baisse  de  concentration  de  Tacide  environnant  la  matière  active 
doit  être  d'autant  plus  élevée  que  le  temps  de  décharge  a  été  moindre, 
puisque  alors  la  diffusion  agissant  pendant  un  temps  moindre,  une 
plus  petite  quantité  d'acide  a  passé  de  Textérieur  à  l'intérieur  des 
plaques. 

Dolezalek  et  Gahl^  ont  obtenu,  à  Taide  de  leur  méthode  ci-dessus 
décrite,  les  valeurs  exprimées  dans  le  tableau  61  suivant  et  qui  se 
rapportent  à  un  petit  accumulateur  composé  de  trois  plaques  :  une 
positive  à  cadre  empâté  de  matière  active  et  deux  négatives  à 
grilles  triangulaires  également  empâtées.  La  positive  avait  sur 
chaque  côté  une  surface  de  matière  active  de  Ù^'^^^9  et  une  surface 
totale,  cadre  compris,  de  i*"^,2.  Les  négatives,  un  peu  plus  grandes, 
avaient  une  surface  totale  de  i^'"*,3  sur  chaque  côté. 

TABLBAII   61 
DECHARGE  A  2,5  AMP.  —  TEMPÉRATURE   20*  G. 


DIFFÉRENCE 

HEURES 

MINUTES 

RÉSISTANCE 

BX   OBMI 

DK  POTSNTIEL 

en  Tolls 

0 

» 

0,0121 

1,98 

15 

0,0121 

1,97 

30 

0,0123 

1,96 

45 

0,0125 

1,96 

1 

» 

0,0129 

1,945 

15 

0,0134 

1,935 

30 

0,0141 

1,92 

45 

0,0148 

1,90 

2 

M 

0,0165 

1,88 

15 

0,0189 

1,84 

25 

0,0233 

1,77 

^'JeiUchr.  f.  Eleklrochemie,  l.  VII,  p.  429;  1901;  —  Éclairage  électrique, 


190 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Ce  résultat  est  exprimé  également  dans  la  figure  54,  où  la  courbe  1 
se  rapporte  à  la  variation  de  résistance  et  V  à  celle  de  la  différence 
de  potentiel. 

Comme  précédemment,  on  remarque  ici  aussi  une  augmentation 
plus  rapide  de  la  résistance  vers  la  fin  de  la  décharge. 

Répartition  de  la  résistanœ  intérieure.  —  L'accumulateur  se  com- 
posant de  parties  bien  distinctes  :  électrolyte,  supports,  matière 
active,  il  est  intéressant  de  rechercher  quelle  part  de  la  résistance 
intérieure  doit  être  attribuée  à  chacune  d'elles. 

i*  Electrolyte,  —  D'après  Fleeming-Jenkin,  les  différentes  valeurs 
de  la  résistivité  des  solutions  d'acide  sulfurique  à  différentes  tempe-» 
ratures  seraient  données  par  le  tableau  62,  dans  lequel  les  résistivités 
sont  exprimées  en  ohms-centimètres. 

TABLBAU   63 


DENSITÉ 

QUANTITÉ 

Hp  H2QA4 

TEMPÉRATURES  EN  DEGRÉS  C.                                   H 

à  15»  0. 

en  0/0 

0 
1,37 

4 
1,17 

8 

12 

16 

20 

24 

28 

i,10 

15 

1,04 

0,925 

0,845 

0,786 

0,737 

0,709 

i,20 

27 

1,33 

1,11 

0,926 

0,792 

0,666 

0,567 

0,486 

0,411 

1,25 

33 

1,31 

1,09 

0,896 

0,743 

0,624 

0,509 

0,434 

0,358 

i,30 

40 

1,36 

1,13 

0,94 

0,790 

0,622 

0,561 

0,472 

0,394 

1,40 

50 

1,69 

1,47 

1,30 

1,160 

1,05 

0,964 

0,896 

0,839 

i,50 

60 

2,74 

2,41 

2,13 

1,890 

1,72 

1,61 

1,K2 

1,43 

1,60 

68 

4,82 

4,16 

3,62 

3,11 

2,75 

2,46 

2,21 

2,02 

1,70 

77 

9,41 

7,67 

6,25 

5,12 

4,23 

3,57 

3,07 

2,71 

La  résistivité  diminue,  comme  on  voit,  avec  la  température.  D'après 
F.  Kohlrausch,  la  résistivité  pr  à  la  température  t  s'exprimerait  par 
la  formule  : 

P/  =  Pi8[l  -a(«-  18)], 

p^8  étant  la  résistivité  à  18**  C.  Cette  valeur,  ainsi  que  celle  du  coef- 
ficient de  température,  est  donnée  par  le  tableau  63  ^ 


1.  Dictionnaire  de  Wurtz,  2- supplément,!.  IH,  p.S-S. 


RÉSISTANCE  INTÉRIEURE  DE  L'ACCUMUIATEUR  AU  PLOMB 


191 


TABLEAU    63 


/ 


QUANTITÉ 

RÉSISTIVITÉ 

COEFFICIENT 

DB  U2S04 

DENSITÉ 

à  i8*  C. 

en  0/0 

a  OBUa-CKNTHI ÊTRES 

DB  TBMPKRATCRB  a 

1 

» 

21,990 

0,0112 

2,5 

1,0161 

9,249 

0,0115 

5 

1,0331 

4,833 

0,0121 

10 

1,0673 

2,574 

0,0128 

15 

1,1036 

1,855 

0,0136 

20 

1,1414 

1,544 

0,0145 

25 

1,1807 

1,406 

0,0154 

30 

1,2207 

1,365 

0,0162 

35 

1,2625 

1,392 

0,0170 

40 

1,3056 

1,483 

0,0178 

45 

1,3508 

1,636 

0,0186 

50 

1,3984 

1,866 

0,0193 

55 

1,4487 

2,204 

0,0201 

J          60 

1,5019 

2,705 

0,0213 

1          65 

1,5577 

3,466 

0,0230 

1          ^<> 

1,6146 

4,679 

0,0256 

1           ^5 

1,6734 

6,639 

0,0291 

1           78 

» 

8,147 

0,0323 

f           80 

1,7320 

9,141 

0,0349 

1            ^^ 

» 

9,577 

0,0359 

'            82 

» 

9,962 

0,0365 

83 

» 

10,210 

0,0369 

84 

» 

10,310 

0,0369 

85 

1,7827 

10,300 

0,0365 

86 

» 

10,180 

0,0357 

87 

» 

9,993 

0,0349 

88 

» 

9,775 

0,0339 

89 

» 

9,568 

0,0330 

90 

1,8167 

9,387 

0,0320 

91 

» 

9,230 

0,0308 

92 

» 

9,159 

0,0295 

93 

» 

9,213 

0,0285 

94 

» 

9,424 

0,0280 

95 

1,8368 

9,847 

0,0279 

Ces  valeurs  sont  d'ailleurs  exprimées  par  la  courbe  figure  52. 

Elles  montrent  que  la  conductibilité  estmaxima  vers  la  concentra- 
tion 30  0/0.  D'après  Grotrian,  la  concentration  donnant  le  maximum 
de  conductibilité  serait  (tableau  64)  : 


192 


LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 
TABLEAU   64 


QUANTITÉ 
de 

TEMPÉRATURE  . 

H2S04  0/0 

EN  DEQRÊ8  C. 

30,2 

0 

30,9 

10 

31,7 

20 

32,5 

30 

33,3 

40 

34,1 

50 

34,8 

60 

35,4 

70 

La  diminution  rapide  de  la  résistance  intérieure  de  Tacide  sulfu- 
riqueavec  la  température  est  importante  à  signaler.  Au  point  de  vue 
théorique,  elle  nous  permettra  d'expliquer  différents  phénomènes. 


1  r^^ 

ri:^-l-rr 

iiiliij" 


0     10     ZO     30    40     50     60     70   80% 

Fio.  52.  —  Courbe  de  résistivité  des  solutions  d'acide  sulfurique. 

Les  variations  de  la  concentration  de  l'acide  sulfurique  qui  se  pro- 
duisent, comme  on  sait,  par  suite  des  réactions  chimiques  en  charge 
et  en  décharge,  peuvent  servir  à  expliquer  en  partie  les  variations  de 
la  résistance  intérieure  de  l'accumulateur  dans  ses  différents  états. 


RÈSISTANCK  INTÉRIEURE  DK  L'AGCL'MIJLATKIJR  AU  PLOMB  i93 

11  y  a  lieu  de  remarquer  à  cet  eiïet  que  les  plus  grandes  variations 
de  concentration  se  produisent  non  pas  dans  le  liquide  extérieur, 
mais  dans  Tacide  qui  imprègne  la  matière  active.  Ainsi  par  exemple, 
à  la  fin  d'une  décharge,  on  peut  considérer  que  la  concentration  de 
Tacîde  autour  de  la  matière  active  est  tombée  à  une  valeur  très 
faible,  la  diffusion  n'étant  plus  suffisante.  Dans  le  calcul  de  la  résis- 
tance intérieure,  il  y  a  donc  lieu  de  faire  intervenir  deux  termes  : 
résistance  du  liquide  extérieur  (plus  grande  qu'à  la  fin  de  la  charge) 
et  résistance  de  Tacide  des  pores  (résistance  beaucoup  plus  grande 
qu'à  la  fin  de  la  charge),  dont  la  somme  est  évidemment  plus  grande 
que  si  on  avait  considéré  tout  Tacide  avec  une  concentration 
moyenne. 

Dolezalek  *  a  d'ailleurs  vérifié  ce  fait  en  mesurant  la  résistance 
intérieure  d'un  élément  qui  renfermait  800  centimètres  cubes  d'acide 
sulfurique  de  concentration  22,1  0/0,  dans  deux  états  différents  : 
fin  charge  et  après  avoir  utilisé  2,8  ampères-heures,  la  concentration 
étant  alors  descendue  à  21  0/0.  D'après  les  nombres  de  Kohlrausch, 
le  rapport  des  résistivités  des  acides  est  égal  à  1,02.  Or  le  rapport 
des  résistances  de  l'élément,  mesurées  dans  ces  deux  états,  est  égal  à 
1,39,  ce  qui  prouve  bien  l'augmentation  de  résistance  plus  grande  au 
voisinage  des  électrodes. 

2*  Electrodes.  —  La  résistance  due  aux  électrodes  se  compose  de 
la  résistance  du  support  et  de  celle  de  la  matière  active.  Cette  der- 
nière est  la  plus  importante  ;  cependant  il  n'y  a  pas,  à  notre  connais- 
.sance,  de  mesures  exactes  de  celle-ci.  D'ailleurs,  même  en  ne  consi- 
dérant que  la  matière  active,  il  y  aurait  lieu  de  tenir  compte  non  pas 
seulement  de  la  résistance  de  la  matière  en  elle-même  (oxydes  de 
plomb),  mais  aussi  de  celle  des  pores,  qui  sont  remplis  d'acide.  On  a  vu 
dans  quel  sens  peut  varier  cette  dernière;  mais  il  n'y  a  pas  de  travaux 
relatifs  à  ces  deux  parties^  séparées,  et  il  semble  bien  difficile  de  le 
faire.  Tout  ce  qu'on  sait,  c'est  que  le  sulfate  de  plomb  formé  pendant 
la  décharge  augmente  la  résistance  due  à  la  matière  seule.  Pour  ces 
raisons,  nous  ne  considérerons  ici  que  la  résistance  due  à  l'électrode 
dans  son  ensen)ble. 

Boccali  a  recherché  quelle  part  de  la  résistance  intérieure  est  à 
imputer  à  chacune  des  électrodes.  Pour  cela,  il  a  monté  chacune  de 
celles-ci  en  regard  d'une  électrode  de  zinc.  Le  couple  Zn  |  PbO^*  pou- 
vait être  déchargé  directement;  sa  force  électromotrice  atteignait 

!.  Wied.  Ann.,  t.  LXV,  p.  894-916:  1898. 

13 


tt;^ 


liii 


LES  ACCUMULATErUS  ELECTRIQUES 


2,6  volts  ;  par  contre,  pour  décharger  le  couple  Zn  |  Pb,  il  fallait 
envoyer  un  courant  du  plomb  au  zinc.  Le  tableau  65  indique  les  va- 
leurs obtenues  pour  la  résistance  intérieure  dans  les  deux  cas. 

TABLEAU   65 


(:oi:f»le  Zn  l  PbOS 

COUPLE  Zn  1  Pb                    | 

TEMPS 

INTh.HSITÉ 

en  ampôros 

RÉSISTANCE 

en  ohms 

TEMPS 

RÊSISTANCI;: 

en  ohms 

heures  minutes 

0,0 
1,0 
2,40 
5,0 

0,56 
0,55 
0,52 
0,41 

0,115 
0,116 
0,142 
0,251 

heures  minutes 

0,0 

0,5 

0,48 

i,0 

1,40 

0,0390 
0,0397 
0,0  i83 
0,0510 
0,0605 

Boccali  en  conclut  que  c'est  à  l'électrode  positive  que  réside  la  plus 
grande  résistance. 

Dolezalek  et  Gahl  ',  par  des  mesures  plus  précises,  arrivent  à  des 
conclusions  difTérentes. 

Pour  déterminer  la  répartition  de  la  résistance  aux  deux  électrodes, 
ces  auteurs  emploient,  lorsqu'il  s'agit  démesures  à  circuit  ouvert, 
une  électrode  intermédiaire.  Ils  préfèrent  une  électrode  PbO*  à  une 
électrode  Pb  par  suite  de  l'avantage  qu'a  la  première  de  pouvoir  être 
conservée  à  Tair. 

En  mesurant  ainsi  les  résistances  intérieures  d'un  élément  com- 
posé d'une  plaque  positive  à  grande  surface  et  d'une  négative  à  grilles 
triangulaires,  Télectrode  intermédiaire  étant  semblable  à  la  positive, 
on  trouve  pour  l'élément  fin. charge  :  i®  contre  la  plaque  à  grande 
surface,  0,0174  ohm;  2"  contre  la  plaque  à  grilles  triangulaires, 
0,0189  ohm,  à  la  température  de  17°  C.  et  pour  une  densité  d'acide 
de  1,18. 

Si  on  considère  que  les  plaques  positives  ont  une  section  de 
135  centimètres  carrés  et  la  négative  de  133  centimètres  carrés,  et 
que  les  distances  sont  de  l'^",  4  entre  les  positives  et  l''",  45  entre 
la  positive  et  la  négative,  le  calcul  donne  pour  la  résistance  de  la 
couche  d'acide  de  densité  1,18,  à  la  température  de  18*  C.  :  1**  contre 

1.  Zeitschr.  f.  Èle/ctrocfœmie,  t.  Vil,  p.  429;  1901  ;  —  Eclairage  électrique. 
t.  XXVII,  p.  69. 


RÉSISTANCE  INTÉRIEURE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


i95 


la  plaque  à  grande  surface,  0,0145  ohm  ;  2*^  contre  la  plaque  à  grilles 
triangulaires,  0,0152  ohm. 

Ces  chiffres  montrent  que,  pour  Taccuniulateur  chargé,  la  résis- 
tance de  l'acide  forme  la  partie  principale  de  la  résistance  totale.  La 
résistance  complémentaire  a  son  siège  dans  la  matière  active,  la 
résistance  du  support  en  plomb  étant  absolument  négligeable,  et 
aussi  dans  ce  fait  que  les  lignes  de  courant  pénètrent  dans  les  pores 
de  la  matière  active,  ce  qui  a  pour  conséquence  de  donner  une  dis- 
tance réelle  entre  les  plaques  plus  grande  que  la  distance  apparente 
ayant  servi  de  base  aux  calculs. 

L'élément  précédent,  monté  à  deux  plaques,  était  ensuite  déchargé 
à  4  ampères  et  la  résistance  à  chaque  électrode  était  mesurée  de  la 
même  façon,  en  interrompant  de  temps  en  temps  le  courant  et  en 
faisant  chaque  fois  la  mesure  cinq 
minutes  environ  après  l'interrup- 
tion. 

Les  valeurs  obtenues  sont  expri- 
mées parles  courbes  delà  figure  53 
qui  montrent  que  la  résistance  de 
la  positive  croît  considérablement, 
tandis  que  celle  de  la  négative  varie 
peu.  Les  courbes  sont  irrégulières 
parce  que,  comme  on  le  verra  plus 
loin,  la  résistance  varie  rapidement  après  Tinterruption  du  courant 
et  que  les  différentes  mesures  ne  sont  pas  faites  exactement  à  des 
nioments  correspondants. 

Celte  méthode  de  Télectrode  intermédiaire  ne  pouvait  pas  servir  à 
fa  mesure  en  circuit  fermé,  car,  dans  ce  cas,  réleclrode  se  serait 
chargée  d'un  côté  et  déchargée  de  Tautre.  D'autre  part,  dans  la 
disposition  précédente,  les  plaques  ne  travaillaient  que  d'un  côté,  ce 
qui  ne  représente  évidemment  pas  les  conditions  prali(|ues. 

Les  auteurs  montent  alors  la  plaque  positive  dont  on  veut  déter- 
miner les  variations  de  résistance  entre  deux  négatives  de  bien  plus 
grande  capacité,  de  même  construction  que  ci-dessus.  Comme  les 
recherches  précédentes  ont  montré  que  la  résistance  des  négatives 
vanepeu,  en  faisant  encore  moins  travailler  celles-ci,  on  peut  négli- 
ger celle  variation.  Il  suffit  alors  de  mesurer  la  résistance  d'un  tel 
accumulateur  pour  obtenir  les  variations  dues  à  la  positive  seule. 
Dans  la  figure  54,  on  trouvera  le  résultat  de  telles  mesures  effec- 
Ï8UP  trois  plaques  de  différents  systèmes. 


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Fio.  53.   —  Résistance  en  décharge 
de  la  positive  et  de  la  négative. 


••rsi»?».' 


196 


LKS  ACCLMUIATEURS  ÉLECTRIQUES 


1  se  rapporte  à  une  plaque  à  cadre  et  matière  empâtée;  II,  à  une 
plaque  à  âme  et  matière  empâtée,  et  111,  à  une  plaque  à  grande  sur- 
face. 


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Fio.  54.  --  Résistance  des  positives  de  ditférents  types. 

Les  courbes  montrent  très  nettement  la  dépendance  entre  les  résîs- 
tances(l,  II  etlll)  etles  différences  de  potentiel  (F,  II',  111).  La  chute 
de  la  tension  correspond  à  une  augmentation  de  la  résistance  inté- 
rieure. Les  plaques  II  et  111  étaient  déchargées  à  3  ampères;  la 
plaque  I,  plus  petite,  à  2,5  ampères  seulement. 


10 

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Frmon  d»  la  caficiti 


o.t 


FiG.  55.  —  Résistance  des  positives  de  différents  types. 


Dans  la  figure  55,  on  a  ramené  les  valeurs  précédentes  à  égale 
grandeur  de  plaque,  égal  écartement  et  égale  capacité.  La  capacité 
considérée  ici  se  rapporte  à  la  quantité  d'électricité  que  peuvent 
fournir  les  éléments  jusqu'à  la  différence  de  potentiel  de  1  volt. 

Ces  dernières  courbes  indiquent  qu'à  égale  intensité  les  résis- 
tances des  plaques  de  constructions  différentes  diffèrent  peu. 

Dans  la  figure  56,  les  mesures  ont  été  effectuées  sur  les  mêmes 
plaques,  à  deux  intensités  différentes  (3  ampères  et  5,1  ampères). 
Dans  les  deux  cas,  Taugmentation  de  résistance  (courbes  A,,  B^) 
correspond  exactement  à  la  diminution  de  la  différence  de  potentiel 


RÉSISTANCE  INTKUIEURE  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


197 


(courbes  A,,  B^).  Comme  dans  le  cas  de  la  décharge  plus  rapide,  la 
quantité  d'électricité  débitée  est  moindre,  on  peut  conclure  d'après 
les  courbes  que  la  résistance  ne  dépend  pas  seulement  de  cette 
quantité  d'électricité,  mais  aussi  de  l'intensité  du  courant  de 
décharge,  les  fortes  intensités  accélérant  Taugmentation  de  résis- 


i  2  3        "^  #  f  Bhêunts 

FiG.  56.  —  Influence  de  l'intensité  sur  la  résistance. 


Ohm 
0,0% 

0,0/ 


F' 

L 

V 

lance,  comme  on  Ta  déjà  vu  d'après  les  travaux  de  Haagn.  On  peut 
^^pHquer  ce  fait  théoriquement  par  une  dilution  plus  grande  de 
lacide  dans  les  plaques,  quand  l'intensité  est  plus  élevée. 

^*  On  coupe  le  courant  fin  décharge  et  qu'on  mesure  la  variation 
^^  résistance  d'un  accumula- 
^^r  immédiatement  après  l'in- 
^Pruption,  on  trouve,  comme 

^  'ïiontre  la  figure  57,  une 
courbe  tombant  d'abord  très 
"^pidement,  puis  de  plus  en 
r'Us  lentement  jusqu'à  égali- 
dation  complète  des   densités 

^  ^'acide  des  plaques  et  du 

*î^ide  extérieur.  La  résistance  fin  décharge  atteignait  ici  0,0267  ohm. 

P'^ès  quatorze  heures  de  repos,  elle  s'était  abaissée  à  0,0146  ohm, 

^^^  près  de  la  moitié. 
t^es  auteurs  démontrent  que  la  diminution  de  la  résistance  est  bien 

*^  dans  ce  cas  a  la  diffusion  :  comme  la  conductibilité  spécifique 
^^  Vacide   sulfurique  est,    d'après  F.    Kohlrausch,   une    fonction 

Y^éaire  jusqu'à  la  concentration  20  0/0,  et  que,  d'autre  part,  la 
^tesse  de  diffusion  peut  être  prise  en  première  approximation  pro- 
portionnelle à  la  différence  de  concentration  entre  le  liquide  impré- 
gnant la*matière  active  et  le  liquide  extérieur,  on  peut  représenter 


0     10    20    50    tèO   SO    60    70  minutes 

FiG.  57.  —  Variation  de  résistance 
d'un  élément  après  la  décharge. 


i98  LES  ACCUMIIATEURS  ÉLECTRIQUES 

la  conductibilité  C^  de  Taccumulateur  au  temps  i  par  Téqualion  : 

Cm  étant  la  conductibilité  après  rétablissement  complet  [t  =  30  )  ; 
a  étant  la  différence  C™  —  C^  entre  la  conductibilité  finale  et  la  con- 
ductibilité initiale;  e,  la  base  des  logarithmes  naturels,  et  p,  une  cons- 
tante qui  tient  compte  du  coefficient  de  diffusion,  de  la  section  des 
pores,  de  l'épaisseur  de  la  matière  active,  etc. 
.  La  résistance  K,  au  temps  i  aura  par  suite  pour  valeur  : 

Dans  la  figure  57,  on  a  représenté  par  la  courbe  ponctuée  les 
valeurs  obtenues  à  Taide  de  cette  équation.  Cette  courbe  diffère  très 
peu  de  celle  donnée  par  les  mesures.  On  avait  ici  comme  valeurs 
des  différents  facteurs  C„,  =  68,5  ;  a  =  31,1  ;  p  =  0,249. 

La  variation  de  la  résis- 
tance pendant  la  charge  est 
donnée  par  la  figure  58, 
qui  se  rapporte  à  la  même 
positive  que  dans  le  cas  pré- 
cédent. Après  décharge  à 
3  ampères,  l'élément  était 
isolé  quatorze  heures,  puis 
chargé  à  la  même  intensité. 
Dans  la  figure,  les  chiffres 
supérieurs  des  abscisses  se 
rapportent  à  la  charge  ;  les 
inférieurs,  à  la  décharge. 
Cette  expérience  réfute  Taffirmation  fréquemment  soutenue  d'une 
augmentation  de  la  résistance  à  la  fin  de  la  charge,  par  suite  du 
dégagement  gazeux.  La  figure  58  montre  bien  une  petite  aug- 
mentation sur  la  résistance  au  commencement  de  la  décharge, 
mais  celle-ci  est  due  à  la  sulfatation  provoquée  par  le  repos  de 
quatorze  heures. 

Elle  réfute  également  la  thèse  de  Gladstone  et  Hibbert,  qui 
admettent  pour  la  résistance  intérieure  fin  charge  une  valeur  5  fois 
plus  grande  que  la  valeur  minima  et  qui  expliquent  ce  fait  par  une 
augmentation  à  50  O/OIPSO^  delà  concentration  de  Tacide  impré- 


Qhm 
0.020 
0.018 
0.016 

aoi* 
COU 

.0.010 

0,00c 


Charge i 

tcféc 

■r — 1 

rff,i. 

amp. 

\ 

•     \ 

\ 

\ 

\ 

Nw 

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\l 

^N 

k^ 

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^--^ 

^^ 

^--- 

^H 

. 

. 

1 

0  l      ,  2 

î  2    heures     t 

Fio.  58.  —  Variation  de  la  résistance 
en  charge  et  en  décharge. 


RKSIST.ANCK  INTKRIELRK  1)K  L  ACCUMrLATErU  AU  PLOMB 


lîM» 


gnant  les  plaques.  Ces  auteurs  admettent  d'ailleurs  aussi  une  dimi- 
nution de  résistance  au  début  de  la  décharge  de  0,011 5  à  0,0038  ohm, 
qu'ils  expliquent  par  une  diminution  à  la  concentration  30  0/0 
H^SO*  de  Tacide  imprégnant  les  plaques. 

Les  résultats  précédents  se  rapportent  exclusivement  aux  plaques 
positives.  Pour  vérifier  que  les  négatives  ne  variaient  pas  de  résis- 
tance pendant  les  essais,  Dolezalek  et  Gahl  elTectuaient  Texpérience 
suivante  :  une  positive  à  grande  surface  était  montée  entre  les  deux 
î^égatives;  l'élément  déchargé  jusqu'à  1  volt  donnait  16,6  ampères- 
Wreset  la  résistance  montait  de  0,0102  à  0,0213  ohm.  A  ce  moment 
^^  positive  était  remplacée  par  une  semblable,  et  la  décharge  conti- 
nuée pendant  une  demi-heure  montrait  une  constance  de  tension  et 
^le  résistance,  cette  dernière  étant  égale  à  0,0116.  ohm.  La  densité 
^6  l'acide  diminuant  pendant  la  décharge,  la  mesure  indiquait  pour 
'a  résistance  d'un  centimètre  cube  d'acide  1,39  pour  l'acide  initial 
^^  ^38  pour  l'acide  final. 

r^^        1  .    0,0102    ,  1,39        ,         .. ,         ,  .        . 

^ooïme  les  rapports  ■  ^.  ^  et  j-^  sont  sensiblement  égaux,  on 

peut  en  déduire  que  les  négatives  n'ont  pas  varié  de   résistance 
pendant  l'essai. 

^®s  expériences  entreprises  pour  mesurer  la  variation  de  résistance 
<liie  aux  négatives  seules  ont  donné  les  résultats  exprimés  par  la 
h^^e  39,  dans  laquelle  les  cour- 
^  I  et  r  se  rapportent  à  la  ré- 
sistance et  à  la  différence  de 
potentiel  d'une  négative  à  cadre 
^"^P^té  de  matière  active,  et  II 
*  ^  aux  mêmes  variables  d'une 
''^ffative  également  empâtée, 
™^*^  à  âme.  La  première  donne, 
^^tne  on  voit,  une  élévation  plus 
""^P^de    de  la  résistance  fin  dé- 

^''Kc-  Une  plaque  à  grille  don- 
^^^it  Une  élévation  moins  rapide 
^"^  ^a  plaque  à  âme. 

^^Hs  tous  les  cas,  cette  aug- 

^ïitation  ne  survient  que  lorsque  la  tension  aux  bornes  de  l'élément 
^A  déjà  très  faible. 

pes  observations  de  Dolezalek  et  Gah],  on  peut  conclure  que  dans 

.^pratique,  où  les  décharges  ne  sont  jamais  poussées  aussi  loin,  ]a 


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FiG.  59.  —  Résistance  des  né«;atives 
en  décharge. 


■iOO 


I.KS  ACCrML'LATElKS  ÉLECTRIQl'KS 


variation  de  résistance  due  aux  positives  est  la  plus  importante. 

Au  point  de  vue  pratique,  on  a  cherché  différentes  formules  per- 
mettant de  calculer  rapidement  la  résistance  intérieure  d*un  accumu- 
lateur quelconque. 

D'après  Ayrton,  on  trouve  approximativement  la  résistance  inté- 
rieure d'un  accumulateur  en  comptant  0,<X)I5  ohm  par  décimètre 
carré  de  surface  de  plaques  positives. 

F.  Loppé  indique  les  formules  suivantes  pour  la  résistance  des 
éléments  : 


ot 


R  =  -  avec  les  plaques  Planté 


R  =     p     avec  les  plaques  Faure, 


S  étant  la  surface  ulile  de  toutes  les  plaques  de  l'élément,  en  déci- 
mètres carrés  ; 

P,  le  poids  des  électrodes  en  kilogrammes. 

La  surface  S  des  électrodes  d'un  élément  est  : 

S=:2(/l  —  i)s, 


«  étant  le  nombre  de  plaques,  et  s  la  surface  utile  d*une  plaque. 

Ces  différentes  formules  ne  peuvent  évidemment  qu'indiquer  l'ordre 
de  grandeur  de  la  résistance  intérieure,  puisqu'elles  ne  tiennent  pas 
compte  des  nombreux  facteurs  qui,  comme  nous  venons  de  le  voir, 
ont  une  très  grande  influence  sur  la  valeur  de  celle-ci. 

D'ailleurs,  en  pratique,  on  a  peu  souvent  besoin  de  connaître  la 
valeur  exacte  de  la  résistance  intérieure,  dont  la  mesure  est  toujours 
fort  délicate.  Ce  qu'il  importe  le  plus  souvent  de  connaître,  c'est  la 
différence  de  potentiel  (qui  dépend  de  la  résistance  intérieure)  dans 
les  différents  états  de  l'accumulateur;  celte  dernière  valeur  se  dé- 
termine très  aisément,  comme  on  le  sait. 


CHAPITRE  VIII 

DIFFÉRENCE   DE   POTENTIEL  AUX  BORNES    DE  L'AGCnHULATEUR 

AU  PLOMB 


Lorsqu'on  mesure  la  difTérencc  de  potentiel  aux  bornes  d'un  accu- 
mulateur, on  la  trouve  essentiellement  variable  pendant  les  différents 
étals  de  charge  ou  de  décharge. 

A  la  décharge  à  intensité  constante,  on  constate  pendant  les  pre- 
mières minutes  une  baisse  très  rapide  de  la  tension  aux  bornes  ; 
c'est  ce  qu'on  appelle  le  «  coup  de  fouet  »;  vient  ensuite  une  période 
très  longue  (la  plus  importante  do  la  décharge),  pendant  laquelle  la 
tension  ne  diminue  plus  que  très  lentement.  Une  troisième  période 
de  baisse  très  brusque  indique  1  épuisement  de  Télément;  cette  par- 
tie se  désigne  sous  le  nom  de  «  crochet  »  de  la  courbe.  Elle  se  pro- 
duit eatre  1,90  et  1,70  volt,  selon  l'intensité. 

La  charge  à  intensité  constante  donne  lieu  à  des  phénomènes  sem- 
blables, mais  en  sens  inverse.  C'est  ainsi  que,  pendant  les  premières 
minutes,  il  se  produit  une  augmentation  rapide  de  la  différence  de 
potentiel.  Celle-ci  continue  ensuite  à  s'accroître,  mais  beaucoup  plus 
lentement  jusqu'à  la  fin  de  la  charge.  A  ce  moment  survient  le  déga- 
gement gazeux,  et  la  différence  de  potentiel  croît  brusquement  jus- 
qu'à la  valeur  2,50  à  2,70  volts,  dépendant  de  l'intensité  du  courant 
de  charge. 

On  sait  que,  si  on  appelle  E  la  force  électromotrice,  r  la  résistance 
intérieure,  I  l'intensité  du  courant,  et  e  la  différence  de  potentiel 
aux  bornes,  on  a  évidemment  : 

€  =  E  -f-  ri  pendant  la  charge 
et 

c  =  E  —  ri  pendant  la  décharge. 


'i*J^M^ 


202 


LES  ACCIMlJLATErRS  ÉLECTRIQUES 


A  intensité  de  charge  ou  de  décharge  constante,  les  variations  de 
la  différence  de  potentiel  aux  bornes  pourront  donc  provenir,  et  de 
celles  de  la  force  électromotrice,  et  de  celles  de  la  résistance  inté- 
rieure. Connaissant  celles-ci,  nous  pouvons  étudier  celles-là. 

Variations  de  la  tension  aux  bornes  pendant  les  divers  états  de 
charge  et  de  décharge.  —  Dolezalek  donne  sur  quelques  points  des 
explications  un  peu  différentes  de  celles  de  Gladstone  et  Hibbert  rela- 


0  1  ^  Heures 

Fio.  60.  —  Dififéreuce  de  potentiel  en  charge  et  en  décharge. 

tivement  aux  variations  de  la  force  électromotrice  aux  différents 
états. 

Il  représente,  par  les  courbes  de  la  figure  60,  les  variations  de  la 
différence  de  potentiel  aux  bornes,  pendant  la  charge  et  pendant  la 
décharge. 

En  charge,  l'augmentation  initiale  AB  provient  de  la  mise  en 
liberté  de  H'SO*,  par  suite  delà  décomposition  du  sulfate  de  plomb. 
Une  petite  diminution  se  fait  sentir  ensuite,  due  à  une  diminution  de 
résistance  intérieure  causée  parla  décomposition  du  sulfate;  cette 
baisse  peut  atteindre  parfois  quelques  dixièmes  de  volt  lorsque  la 
sulfatation  est  profonde,  ce  qui  se  produit,  par  exemple,  quand  on 
laisse  l'élément  au  repos  à  la  fin  d'une  décharge.  La  lente  montée 
BC  provient  de  Taugmentation  de  la  densité  de  Tacide,  d'une  péné- 
tration plus  profonde  des  lignes  de  courant  dans  la  matière  active, 
et  d'une  plus  grande  difficulté  d'égalisation  entre  l'acide  intérieur  et 
l'acide  extérieur. 


DIFFÉIŒNCK  DE  POTKNTIIilL  AUX  HORNKS  DE  I/ACCL'MULATKUR        203 

Pour  expliquer  la  partie  CD  pendant  laquelle  l'augmentation  est 
très  rapide,  Nernst  etDolezalek  *  émettent  l'hypothèse  suivante:  pen- 
dant la  charge,  Tacide  se  sature  de  sulfate  de  plomb.  A  la  fin  de  la 
charge,  le  sulTate  de  plomb  dissous  est  rapidement  électrolysé,  et 

alors  la  concentration  des   ions   Pb  diminue,  ce  qui  a  pour  effet, 
comme  on  Ta  vu,  d'après  Téqualion 


^  LPbJ  LPbO^J 

deLiebenow,  d'augmenter  fortement  la  force  électromotrice.  Bien- 
tôt la  concentration  des  ions  Pb  devient  si  faible  que  le  travail  de 
séparation  tp  est  devenu  égal  à  celui  nécessité  par  la  forma- 
tion des  bulles  d'hydrogène  gazeux  à  la  surface  du  plomb.  Dès  cet 

++  .         -t- 

inslantce  ne  sont  plus  les  ions  Pb,  mais  les  ions  H,  qui  sont  sépa- 
rés. On  tirerait  des  conclusions  analogues  de  ce  qui  se  passée  Télec- 
Ipode  positive. 

A  la  fin  de  la  charge,  après  le  point  D,  on  constate  une  légère 
diminution  de  quelques  centièmes  de  volt,  diminution  qui  peut  pro- 
venir de  ce  que  les  bulles  gazeuses  agissent  mécaniquement  pour 
égaliser  les  concentrations  d'acide  intérieur  et  extérieur. 

En  suivant  la  courbe  de  décharge,  on  trouve  d'abord  une  baisse 
brusque  AE  de  la  différence  de  potentiel,  qui  provient  de  ce  que  la 
formation  de  sulfate  a  produit  une  diminution  de  concentration  de 
l'acide  dans  le  voisinage  immédiat  de  l'électrode.  On  constate  ensuite 
quelquefois  un  minimum  E  qui  peut  être  expliqué  par  la  formation 
d'une  solution  sursaturée  de  sulfate  de  plomb  ;  on  sait,  en  effet,  que 
la  solubilité  du  sulfate  de  plomb  baisse  avec  la  dilution.  La  dimi- 
nution de  concentration  d'acide  autour  de  la  matière  active  peut  donc 
déterminer  une  sursaturation  du  sulfate  de  plomb  et,  par  suite,  une 

augmentation  de  la  concentration  des  ions  Pb,  ce  qui»  d'après 
1  équation  précédente  de  Liebenow,  provoque  une  diminution  de  la 
force  électromotrice. 

La  partie  principale  de  la  décharge  se  traduit  par  une  baisse 
lente  EF  due  à  la  diffusion  de  plus  en  plus  difficile  de  l'acide  exté- 
rieur vers  l'intérieur  de  la  plaque,  et  à  une  pénétration  des  lignes  de 
courant  dans  la  matière  activé.  Cette  baisse  se  produit  d'ailleurs 
d'autant  plus  rapidement  que  l'intensité  de  décharge  est  élevée. 

1.  Zeiisehrift  f.  Bleklrochemie,  1900. 


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LES  ACCIMILATEURS  ÉLECTRIQUES 


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éetÊdécAê/yê 

Kio.  61.  —  Courbes  de  décharge. 


^ 


ï.'allure  de  la  courbe  dune  décharge  à  intensité  constante  peut 

varier  avec  les  conditions  de  la 
charge  précédente. 

Cahen  et  Donaldson  <  ont  cons- 
taté qu'après  une  charge  à  poten- 
tiel constant,  la  courbe  de  dé- 
charge d'un  élément  se  maintient 
à  des  valeurs  plus  élevées  qu'après 
une  charge  à  intensité  constante, 
ainsi  qu'on  le  voit  d'après  la 
figure  61. 

On  doit,  d'ailleurs,  faire  remar- 
quer ici  que  la  charge  à  potentiel  constant,  appliquée  à  un  clément 

Tuiior  n**  II  L.  A.,  se  faisait  à  2,508  volts  et  ne  durait  que  quatre- 
vingt  à  quatre-vingt-dix 

minutes,   rinlensilé  mi- 

nima  étant  10  ampères, 

tandis  que  la  charge  à 

inlensilé  constante,  eiïec- 

luétî    à    20  ampères    et 

arrêtée  à  2,58  volts,  du- 

roit  de  deux  cents  à  deux 

cent  vingt  minutes. 
Les  temps  de  charge 

étant  ainsi  très  didérents, 

on     peut      évidemment 

L'xpliquer    la    différence 

il  allure  des  courbes   de 

décharge   par   une  con- 
centration plus  élevée  de 

Tacide  dans  les  pores  de 

la  matière  active  quand 

la  charge  a  eu  lieu  plus 

rapidement,  la  diffusion 

ayant  eu  moins  d'action. 
On  constate  également 

jKKjr  la  même  raison  que 

la  différence  de  potentiel 

â  la  décharge  se  maintient  à   des  valeurs  plus   élevées,  quand  la 
!,  Travaux  de  l'Association  Britannique;— Éc/fliVa^eé/ec/W^i/e,  t.  XVIll,  p.  306. 


0  (i25i5»(i^ièéijSQàî^v»Jî^Ùà!i^ii»sssis$ 
Têm/»  en  heure» 

FiG.  62.  —  Courbes  de  décharge. 


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Décharges  » 
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^     1975 

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1825 

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Temps   en.  heures 
Fio.  63.  —  Courbes  de  décharge. 


à 


DIFFÉRENCE  DE  POTENTIEL  AUX  BORNES  DE  L'ACCLMULATEL  R        205 

décharge  suit  immédiatement  la  charge,  que  lorsqu'il  y  a  un  in- 
tervalle de  repos  assez  long  entre  les  deux.  C'est  ce  qu'indiquent 
licitement  les  figures  62  et  63,  dans  lesquelles  la  149®  décharge  sui- 
vait la  charge  après  quatorze  heures  d'isolement,  tandis  que  la 
150'  décharge  avait  lieu  quelques  minutes  seulement  après  la  charge. 
Dans  ces  deux  figures,  qui  se  rapportent  à  des  expériences  de 
C.  Heim\  A  est  un  élément  à  positives  Planté  et  négatives  Faure; 
B,  un  élément  à  positives  et  négatives  Faure. 

Comme  on  le  voit,  dans  le  cas  où  il  y  a  une  pause  assez  longue 
entre  la  charge  et  la  décharge,  la  différence  de  potentiel  descend 
d'abord  rapidement  pour  remonter  ensuite  à  un  second  maximum. 
On  a  vu  que  Dolezalek  attribue  cette  partie  de  la  courbe  à  la  pro- 
duction d'une  solution  sursaturée  de  sulfate  de  plomb.   C.  Ileim 
donne  une  explication  différente  des  allures  des  courbes  dans  les 
deux  cas.  Après  le  repos  de  quatorze  heures  à  la  fîn  de  la  charge,  il 
y  a  sensiblement  égalisation  entre  les  concentrations  extérieure  et 
intérieure  des  plaques.  Comme  il  se   forme,  dès  le  début   de  la 
décharge,  de  l'eau  dans  les  pores  de  la  matière  active,  la  force  élec- 
tromotrice diminue  d'abord.  Mais,  par  suite  de  l'effet  Joule,  et  peut- 
être  aussi  par  la  chaleur  de  dilution  de  l'acide  sulfurique,  la  tempé- 
rature s'élève  dans  les  pores,  et  il  en  résulte  une  diminution  de  la 
résistance  intérieure,  et  par  suite  un  relèvement  de  la  différence  de 
potentiel.  Quand  la  décharge  suit  immédiatement  la  charge,  la  force 
éleclromotrice  est  plus  élevée  par  suite  d'une  plus  haute  concentra- 
tion dans  les  pores  de  la  matière  active.  Au  début  de  la  décharge,  la 
'orce  électromotrice  baisse  vite;  mais,  comme  la  température  de 
*  élément  est  plus  élevée  que  précédemment,  il  n'y  a  pas  de  variation 
sensible  de  la  température  dans  les  pores,  et  la  différence  de  poten- 
'^^  baisse  constamment. 

Tariations  de  la  tension  anodiqae  et  de  la  tension  cathodique.  — 
pranz  Streintz  ^  a  cherché  à  se  rendre  compte  de  l'influence  de  cha- 
cune des  électrodes  sur  la  variation  de  la  tension  aux  bornes  d'un 
accumulateur  en  charge  et  en  décharge.  Il  se  servit  pour  cela  d'une 
électrode  supplémentaire  en  zinc  amalgamé  et  trouva  la  courbe  de 
décharge  due  à  la  positive  très  peu  variable,  tandis  que  celle  donnée 
par  la  négative  montait  très  rapidement. 

{.  Elektrolech.   Zeilschr.,  t.  XXI,  n- 14  à  25;   1900;—  Éclairage   électrique, 
t.  XXV,  p.  435. 
1  Annales  de  Wiedmann,  n*  11,  p.  344;  1889. 


206 


LK8  ACCLMULATEURS  ÉLECTRIQUEîS 


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C'était  évidemment  là  un  cas  tout  particulier,  car  on  verra  plus 

loin  que,  le  plus  généralement,  c'est  l'inverse  qui  se  passe,  puisque 

c'est  le  plus  souvent  la  positive  qui  limite  la  capacité  d'un  élémenl. 

Pendant  la  charge,  Streintz  trouve  pour  la  positive  une  courbe  qui 

croît  peu  à  peu  pendant  qu'à 
la  négative  la  variation  est 
très  faible  au  début  et  qu'en- 
suite la  courbe  reste  constante. 
La  figure  6i  *  montre  d'ail- 
leurs l'allure  des  courbes  ainsi 
obtenues  sur  un  petit  élément 
Tudor. 

Ici  la  lame  de  zinc  était  pla- 
cée dans  un  récipient  se  trou- 
vant à  l'extérieur  de  l'élément, 
et  rempli  d'une  solution  de 
sulfate  de  zinc.  Ce  récipient 
était  mis  en  communication  avec  Télectrolyte  par  l'intermédiaire 
d'un  tube  recourbé  rempli  de  la  solution  de  sulfate  de  zinc  et  fermé 
à  ses  deux  extrémités  par  du  papier  parcheminé. 

Dans  la  figure,  les  courbes  P  se  rapportent  à  Télectrode  positive, 
p  à  l'électrode  négative  et  P  —  /)  à  la  différence  de  potentiel  aux 
bornes  de  l'élément.  En  charge,  c'est  la  courbe  supérieure  de  P 
qu'il  faut  considérer,  tandis  que  c'est  la  courbe  inférieure  pour  j): 
pendant  la  charge,  le  potentiel  de  l'électrode  négative  se  rapproche, 
en  effet,  de  celui  du  zinc.  En  décharge,  au  contraire,  il  faut  consi- 
dérer la  courbe  inférieure  de  P  et  la  courbe  supérieure  ^  de  p. 

Avec  une  électrode  supplémentaire  en  cadmium,  on   obtiendrait 

pour  P  et  p  des  courbes  semblables,  mais  avec  des  ordonnées  un 

peu  inférieures  d\ne  même  quantité,  le  potentiel  du  cadmium  se 

rapprochant  davantage  du  plomb  spongieux  que  celui  du  zinc. 

Nous  avons  déterminé  les  courbes  de  variation  de  potentiel   à 


Heures 

Fio.  64.  —  Tensions   anodique   et  catho- 
dique mesurées  avec  l'électrode-zinc. 


1.  Êclairaye  éleclriqtieA.  XVIII,  p.  449. 

2.  On  peut  reconnaître  ici  que.  pendant  la  décharge,  c'est  la  négative  qui  limite 
la  capacité,  son  potentiel  ayant  varié  de 

O.G  -  0.5  ^--  0,1  voU, 

tandis  que  la  positive  n'est  pas  encore  k  son  crochet.  On  remarque  aussi  que  la 
charge  n'a  pas  été  terminée  et  que  le  potentiel  de  la  négative  n'a  pas  atteint  la 
valeur  constante  due  au  dégagement  d'hydrogène,  penflant  que  celui  de  la 
positive  n'a  pas  présenté  non  plus  son  accroissement  final. 


I 


DIFFÉRENCE  DE  POTENTIEL  AUX  BORNES  DE  L'ACCrMULATEUR        207 


chaque  électrode,  en  nous  servant  de  Télectrode  supplémentaire  en 
plomb  spongieux  libre  dans  le  liquide.  Dans  la  figure  65,  on  trouvera 
rassemblées  les  courbes  de  décharge  relatives  à  un  même  élément, 
niais  renfermant  des  acides 
<ie  concentrations  différen- 
tes, les  indices  1,  2,  3,  4,  5 
et  6  se  rapportant  respecti- 
vement aux  concentrations 
14, 18,  22,  26,  30,  34'*  B. 

Les  courbes  supérieures 
indiquent  les  variations  de 
potentiel  des  positives  pen- 
dant la  décharge,  et  les 
courbes  inférieures  les  va- 
riutions  correspondantes  des 
négatives.  Dans  le  cas  par- 
ticulier étudié  ici  (positives 
et  négatives  genre  Faure 
au  début  de  leur  fonctionne- 
ment), la  chute  de  différence 
de  potentiel  aux  bornes  de 
l'élément  provient  dans  tous 
les  cas  des  positives,  les 
négatives  étant  encore  loin 
de  leur  crochet,  [-.es  néga- 
tives conservent  pendant 
tout  le  cours  de  la  décharge 
un  potentiel  beaucoup  plus 
constant  que  les  positives  ; 
en  revanche  le  crochet  se  produit  beaucoup  plus  rapidement  quand 
la  décharge  a  été  poussée  suffisamment  loin,  ce  quia  été  fait  dans 
une  expérience  où  la  négative  5,  placée  entre  des  positives  à  plus 
grande  capacité,  donnait  la  partie  pointillée  55'  comme  courbe  termi- 
nale de  la  négative. 

Dans  la  figure  66,  nous  avons  représenté  le  cas  d'un  élément  qui 
avait  déjà  effectué  un  très  grand  nombre  de  décharges,  et  dont  les 
positives  en  plomb  doux  avaient  augmenté  de  capacité,  tandis  que 
celle  des  négatives  avait  fortement  diminué. 

Alors  qu'au  début  du  fonctionnement  Tallure  de  la  décharge  des 
négatives  était  donnée  par  la  courbe  pointillée  presque  parallèle  à 


0  1   Z  3  4    5 

Temps  en  heures 

FiG  65.  —  Tensions  anodique  et  cathodique 
mesurées  avec  l'électrode  supplémentaire 
en  plomb  spongieux. 


208 


LES  AGCUMUL.\TEI;RS  KLKCTIUQL'KS 


l'axe  des  a?,  après  un  long  service,  la  tension  cathodique  (due  aux 
négatives)  croît  beaucoup  plus  rapidement  dès  le  début,  et  le  crochet 
se  fait  moins  brusquement,  comme  le  montre  la  courbe  e  — . 

On  peut  remarquer,  d'après  la  figure  65,  que,  pendant  la  décharge, 
l^s  courbes  dues  aux  positives  diffèrent  considérablement  plus  que 
celles  dues  aux  négatives,  dans  le  cas  de  concentrations  différentes 
d'acide. 

Ce  phénomène  peut  être  expliqué  par  ce  fait  que,  dans  le  premier 


o 
a. 


g +  0.30 
♦  0.20 
+  0.10 


1 


7 


2        3       4        5 
Temps   en  heures 
l'iG.  66.  —  Courbes  de  variation  de  la  tension  cathodique  en  décharge. 


nas,  on  mesure  lecouplePb  ]  PbO',  qui  varie,  comme  on  sait,  avec 
h\  concentration.  Dans  le  second  cas,  c'est  le  couple  Pb  |  Pb,  dont 
la  valeur  reste  toujours  nulle,  quelle  que  soit  la  concentration.  Les 
petites  différences  observées  ici  sont  dues  aux  variations  de  la  résis- 
tance intérieure. 

Pendant  la  charge,  on  obtient  les  courbes  représentées  en  figure  67, 
qui  se  rapportent  aux  mêmes  éléments  soumis  à  la  même  intensité 
el  aux  mêmes  concentrations  que  dans  la  figure  65. 

Ainsi  qu'on  le  voit,  la  tension  anodiquc  finale  est  d'autant  plus 
élevée  que  la  concentration  de  l'acide  est  plus  forte  ;  c'est  l'inverse 


L 


DIFFÉRE.NCK  DK  POTENTIEL  AUX  BORNES  DE  I/ACClMULATEru        209 

I'*î  a  lieu  avec  les  négatives,  de  telle   sorte  que  la  différence  de 


♦2.40 


tWO 


♦  220 


t2.10i 


£♦100 


ë 


-010 


-0.20 


-030 


FiG.  67.  —  Tensions  anodiffue  et  cathodique  mesurées  avec  rélcclrode 
suppléineataire  en  pioiiib  .spongieux. 

potentiel  finale  aux  bornes  varie  très  peu  avec  la  concentration.  On 
a  ici  les  valeurs  suivantes  (tableau  66)  : 

TABLBAU    66 


CONCENTRATION 
fn 

niFFÉRE.UE  HE  POTENTIEL  FINALE,  E.N  VOLT? 

Acx  PoeiTivt» 

ACX    .NÈOATtVEA 

AUX    BOHNB)* 

14 
18 
22 
26 
30 
34 

2,255 

2,28 

2,3  ï 

2,34 

2,375 

2,405 

0,285 

0,255 

0,245 

0,235 

0,20 

0,17 

2,54 

2,535 

2,555 

2,575 

2,575 

2,575 

ii 


2\0 


IJîS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Dans  leur  première  partie,  les  courbes  des  négatives  sont  très 
voisines,  pendant  que  celles  des  positives  sont  très  différentes,  pour 
la  même  raison  qui  a  été  indiquée  à  propos  des  courbes  de  décharge. 

Les  valeurs  obtenues  pour  la  tension  cathodique  à  la  fin  de  la 
charge  montrent  que  la  surélévation  de  tension  que  nécessite  le 
dégagement  d'hydrogène  est  d'autant  plus  Faible  que  la  concen- 
tration de  Tacide  est  élevée.  De  telle  sorte  que,  pour  un  acide  suffi- 


0 
010 

1    2  3  4   i 

Temps  en  heures 
i                  10 

15                  20 

^■"'"''"'^ 

\ 

0.20 
0  30 

'••.. ^ 

- 

OfO 

FiG.  68.  —  Courbes  de  variation  de  la  tension  cathodique  en  charge. 

samment  concentré,  il  ne  doit  plus  y  avoir  décharge  des  ions  rb  sur 
la  négative,  avec  production  de  plomb-métal,  c'est-à-dire  réduction 

du  sulfate  de  plomb,  mais  décharge  immédiate  des  ions  H.  C*est  là 
le  même  fait  que  nous  exprimons,  d'autre  part,  en  parlant  de  Taug- 
mentation  des  actions  locales  à  la  négative,  lorsque  croît  la  concen- 
tration de  Tacide  sulfurique. 

La  figure  68  montre  les  courbes  de  charge  relatives  aux  deux  mêmes 
négatives  dont  les  courbes  de  décharge  sont  données  en  figure  66. 
On  constate  ici  que  la  tension  finale  correspondant  au  dégagement 
d'hydrogène  est  plus  élevée  pour  la  négative  en  service  depuis  très 
longtemps  (courbe  en  trait  plein)  que  pour  la  même  négative  neuve 
(courbe  pointillée),  dans  les  mêmes  conditions  d  intensité  de  charge 
et  de  densité  de  courant,  fait  qui  peut  très  bien  être  attribué  à  une 
diminution  de  porosité  et  à  une  augmentation  de  résistance  inté- 
rieure. 

U.  Schoop  ^  a  étudié,  avec  Téleclrode  supplémentaire  au  mercure, 
Tallure  des  courbes  de  décharge  due  aux  positives  et  aux  négatives. 

1.  ZeUschr,  f.  Elektrotechnik,  t.  XIX,  p.  102;  23  février  1900;  —  Éclav-age 
électrique,  t.  XXIV,  p.  62. 


DIFFÉRENCE  DE  POTENTIEL  AUX  BORNES  DE  L  ACCUMULATEUR        211 

Dans  ce  cas,  pour  une  force  électromolrice  de  Télément  égale  à 
2  volts,  on  a  pour  la  force  électromolrice  du  couple  :  plaque  positive 
I  électrode  supplémentaire,  la  valeur  1,05  volt,  la  première  formant 
l'électrode  positive  ;  et  pour  celle  du  couple  :  plaque  négative  |  élec- 
trode supplémentaire,  la  valeur  0,95  volt,  rélecti;ode  positive  étant 
constituée  ici  par  cette  dernière.  On  obtiendra  donc  les  différences  de 
potentiel  aux  bornes  de  l'élément  en  ajoutant  les  valeurs  des  deux 
lectures. 

1,05 +  0,95:=::  2,00  volts. 

U.  Scboop  a  étudié  comparativement  les  courbes  de  décharge  de 
plaques  à  grille  (genre  Faure)  et  de  plaques  à  grande  surface* 
(genre  Planté). 


âf/M/têS 

Fie.  69.  —  Tensions  anodique  et  cathodique  en  décharge,  mesurées 
avec  l'électrode  supplémentaire  au  mercure. 

La  figure  69  se  rapporte  aux  plaques  à  grande  surface;  elle  indique 
les  variations  de  force  électromotrice  E  et  de  différence  de  potentiel  e 
pour  la  positive  et  la  négative,  avec  trois  intensités  différentes  de 
décharge.  Pour  le  régime  faible,  le  crochet  des  deux  plaques  survient 


1.  Les  constantes  de  ces  plaques  étaient  les  suivantes  : 


POSITIVE 

NÉG.\TIVE 

POSITIVK 

NÉGATIVE 

Poids  des   plaques   formées 
1    et  séchee»  à  l'air    (queues 

A GRANDE  SURKACB 

A    GRANDE    BURPACIi 

A  GHILLE 

A  ORILI.K 

corapnsfsj,  en  grammes... 

2396 

2328 

12Ô0 

HGO 

Poids  des  plaques  non  for- 

mées (sans  queues),  en  gr.. 

2050 

2050 

•     1130 

1130 

Surface    de     contact    avec 

!    l'acide, en  décim.  carrés... 

34,6 

3i.6 

.'i,  1 

5.i 

Surface  plane  avec  Tacide, 

en  décimètres  carrés 

5,75 

5,75 

5/i 

5,'t 

;  Epaisseur   des   plaques,   en 

,    millimètres 

11 

11 

0 

(; 

L.e3  plaques  à  grille  étaient  du  type  Hagen.  La  densité  de  Tacide  employé  ôtait 

i.n. 


212 


I.E.S  ACCIIMULATKLRS  ÉLECTKIQUKS 


en  même  temps.  En  élevant  le  régime,  celui  de  la  cathode  se  produit 
le  premier.  La  figure  70  indique  la  même  variation  pour  les  plaques 
à  grilles  empâtées;  au  régime  faible,  le  crochet  de  la  positive  sur- 
vient le  premier;  c'est  l'inverse  qui  se  produit  au  régime  élevé. 

Mugdan  *  a  déterminé  les    variations  de   potentiel  aux  deux  élec- 
trodes pendant  la  charge  et  la  décharge. 


^I 

hBBBBBlinm-JLn 

^^^^              y^k    nllm 

^  0.8 

-^5fcr  ÏA 

J-^l_ 

• 

i'V»m^\       |ï     1       1       \i-f, 

^'^m 

^ 

Ù  ^tÀt/0S  igJtfhs 

l'K  / 

y*" 

i    id   ëo    iô  io 

ibo  tao  M  i6b  tèo  0    i 

Q     :0     0      tO 

■i4 

Minutes 


Fio.  70.  —  Tensions  anodique  et  cathodiç|ue  en  décharge,  mesurées  avec 
l'électrode  supplémentaire  au  mercure. 


On  a  vu,  à  propos  de  la  théorie  osmotique  (p.  150),  que  la  varia- 
tion de  la  force  électromotrice  avec  la  concentration  doit  être  environ 
i,4  fois  plus  grande  à  la  positive  qu'à  la  négative. 

Il  en  résulte  que  si,  pendant  la  décharge,  la  concentration  de  l'acide 

diminue  égalementauxdeux 

U7 
iO.6 

Us 


plaques,  le  potentiel  de  la 
positive  doit  varier  1,4  fois 
plus  rapidement  que  celui 
de  la  négative. 

Mais  la  théorie  montre 
aussi  que  la  concentration 
diminue  plus  rapidement  à 
la  positive  qu'à  la  négative. 
L'expérience  vient  confir- 
mer ce  fait,  ainsi  qu'on  le 
voit  par  les  courbes  de  la 
figure  71  tracées  par  Mug- 
dan et  qui  indiquent  les 
variations  de  potentiel  de  la  positive  et  de  la  négative  pour  une 
décharge  et  une  charge  lentes.   Les  deux  plaques  considérées  ici 

!.  Zyihchr.  f.  Flekli:)ch>m}e.  t.  XXIIÏ,  p.   320;   180i);  —   Éclairage  éleclrique, 
28  avril  1900:  p,  1^:*». 


0 

Fil. 


s 

Heures 
71.  —  Tensions  anodique  et  cathodique 
en  charge  et  en  décharge. 


DIFFÉRKNCK  DE  POTKNTIKL  AUX  BORNKS  DK  I/ACCUMULATKIJR        il3 

ctalenl  dos  plaques  à  grilles  de  mêmes  dimensions  et  renfermant 
la  même  quantité  de  Pb  dans  la  matière  active  ;  elles  étaient  montées 
dans  deux  éléments  placés  en  série  et  comparées  comme  potentiel, 
la  positive  avec  une  positive  non  traversée  par  le  courant  et  la  néga- 
tive avec  une  négative  également  isolée. 

La  quantité  d'électrolyte  était  suffisante  pour  qu'il  n\  ait  pas  de 
variation  sensible  dans  sa  densité  pendant  la  décharge.  Les  inten- 
sités de  charge  et  de  décharge  étaient  égales. 

Les  courbes  de  la  négative  restent  symétriques  par  rapport  à 
Taxe  des  abscisses;  pour  la  positive,  la  courbe  de  charge  s'éloigne 
plus  que  celle  de  décharge. 

Avant  la  fin  de  la  charge  de  la  positive,  à  0,15  volt  environ,  com- 
mence  la  décharge  des  ions  SO*  avec  dégagenieat  d'oxygène. 

On  peut  constater  aussi  ici  que  1p  capacité  de  la  positive  ^st  plus 
faible  que  celle  de  la  négative. 

Mugdan  représente  par  Téquation 

;r  =  B  log 


(P  -  Ay) 


la  forme  logarithmique  des  courbes  de  décharge,  frétant  la  chute  de 
potentiel  au  temps  y  sur  le  potentiel  initial  ;  (p  —  Ay)  exprime  la  con- 
centration dans  les  plaques,  en  appelant  p  la  concentration  exté- 
rieure, y  le  temps  de  déchargé  et  A  une  constante  dépendant  du 
type  de  plaque  et  de  Pintensité  du  courant. 

Sur  la  tension  de  polarisation  de  l'acide  solfurique. —  On  sait 
que,  lorsqu'on  opère  Félectrolyse,  en  présence  de  deux  électrodes 
inattaquables  par  Téleclrolyte,  on  constate,  après  suppression  du 
courant,  qu'il  règne  aux  bornes  de  la  cuve  électrolytique  une  tension 
qu'on  appelle  la  tension  de  polarisation. 

Pour  qu'il  y  ait  électrolyse,  il  faut  que  la  tension  appliquée  soit 
plus  grande  que  la  tension  de  polarisation.  D'autre  part,  lorsqu'il  y 
a  en  solution  différents  anions  et  différents  caillions,  pour  qu'il  y  ait 
électrolyse,  il  suffit  que  la  tension  appliquée  soit  suffisante  pour  mettre 
en  liberté  à  la  fois  l'un  des  cathions  et  l'un  des  anions  présents  dans 
l'électrolyte.  Le  Blanc ^  qui  a  établi  ces  principes,  a  aussi  donné  les 
valeurs  de  tension  de  la  polarisation^  relatives  à  différents  acides, 
sels  et  bases. 

1.  Zeitschr,  f.  phys.  Chem.,  t.  XII,  p.  97. 

2.  Voir  la  Théorie  des  ions  et  VElecholt/se.  p.  1*20,  Ilollard. 


214 


LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Nepnsl^  a  mesuré  les  tensions  anodiques  et  cathodiques  de  différents 
ions.  Ces  valeurs,  que  Ton  trouvera  dans  le  tableau  67,  sont  très 
intéressantes  à  examiner  ici. 

TABLEAU   67 


CATinO.N>' 

TENSIONS  CATHODIQUES 

ANIONS 

TENSIONS  ANODIQUES 

ES    TOLTS 

EX     T0LT8 

+ 

Ag 

—  0,78 

T 

0,52 

+ 1 

— 

Cu 

-  0,34 

Br 

0,94 

+ 

— 

II 

0,0 

0 

1,08 

+  + 



Pb 

4-0,17 

Cl 

1,31 

+  + 

Cd 

-J-0,38 

OH 

1,68 

-♦-  + 

— 

Zn 

+  0,74 

so» 

1,9 

HSO» 

2,6 

Elles  se  rapportent  à  des  concentrations  normales,  c'est-à-dire  ren- 

p 

fermant  —  grammes  par   litre,    P  étant  le   poids  de  la  molécule- 
gramme  de  l'élément  et  n  sa  valence. 

On  voit  que,  pour  séparer  Thydrogène  dans  Télectrolyse  de 
Tai  ide  sulfurique,  il  faut  une  tension  égale  à  : 

1,9  J-  0==  1,9  volt, 

tandis  que,  pour  séparer  le  plomb,  il  faut  0,17  volt  en  plus,  et  pour 
le   zino  0,74  volt  en   plus.   D'après  ce  que   nous    avons  dit    plus 
haut,  il  devrait  être  impossible  de  séparer  le  plomb  à  la  cathode  pen- 
dant la  charge  de  l'accumulateur  au  plomb  et  encore  moins   le  zinc 
dans  l'accumulateur  au  zinc. 

L'explication  de  cette  anomalie  a  été  donnée  par  Nernst  et  vérifiée 
par  Caspari^.  Elle  provient  de  ce  fait  que  le  travail  nécessaire  pour 
la  formation  des  bulles  d'hydrogène  à  la  surface  d'un  métal  aug- 
mente d'autant  plus  que  le  métal  considéré  a  une  faible  capacité 
d'occlusion,  ce  qui  est  le  cas  du  plomb.  En  somme,  la  production 
d'hydrogène  à  la  surface  d'un  métal  ordinaire  n'est  pas  réversible  ; 
elle  exige  une  surélévation  de  tension  variable  avec  chaque  métal. 

1.  licrl.  Der..  t.  XXX,  p.  loH:  1897;  —  la  Théorie  des  ions,  p.  123,  llollard. 

2.  Zeilschv.  physical.  Chemie,  l.  XXX.  p.  89;  1899. 


DIFFÉRENCE  DE  POTENTIEL  AUX  BORNES  DE  L'ACCUMULATEUR        2^5 

Les  chifTres  donnés  par  Nernsl  elGlaser  se  rapportent  au  platine. 
Ces  auteurs  constituaient  un  circuit  formé  par  un  galvanomètre  très 
sensible,  la  cuve  éleclrolytique  et  une  force  électromotrice  variable. 
Dans  la  cuve  plongeaient  les  deux  électrodes,  dont  Tune  était  un  fil 


.  I  I  I  i  I  I  I   I  I  I   I   I 

"  r  T  t  1  n  -I-  f  T  T  n  "I"  '~1  ~J  ■ 

--j-i-i-r-rrr  — i-i-«-i-;-ri 
-i7Tr'-+  T-|-r  ri"^  '^      ^ 


0     0.2  0.4  0.6   0.8   l.O    1.2   1.4    1.6    1^    2.0    2.2 

Volts 

FiG.  72.  ~  Courbes  de  polarisation  anodique. 

de  platine  dont  la  pointe  seule  émergeait  d'un  tube  de  verre,  tandis 
que  Vautre  était  une  grande  lame  de  platine.  Dans  ces  conditions, 


Lj  LUJlLLLLIJjJlLLUJJ 
^  4  f  H -i- M  4  i  f  H-i-H-';.îltiSbi 

s  ^4:^r^jB)QjCLq^^ 


HL 


0     0.2   0.4  0,6  0.8  1,0    1,2    1,4    1,6   1,8   2.0 

Volts 

FiG.  13.  —  Courbes  de  polarisation  cathodique. 

l'intensité  du  courant  dépend  surtout  de  la  tension  de  polarisation  à 
u  pointe  de  platine.  Le  dégagement  d'un  gaz  ou  la  précipitation  d'un 
■nétal  à  cette  pointe  se  font  alors  sentir  par  une  brusque  variation  de 
l'intensité.  La  tension  de  polarisation  sur  la  grande  lame  influe  peu 
sur  l'intensité.  C'est  ainsi  que  Nernstet  Glaser  obtinrent  les  courbes 
ifig-  72  et  73)  relatives  à  la  tension  de  polarisation  anodique  et  catho- 
iiique  de  l'acide  sulfurique  en  comparaison  avec  la  potasse.  Dans  les 
deux  cas,  on  obtient  à  la  cathode  un  premier  coude  à  1,08  volt  relatif 
à  la  mise  en  liberté  de  l'hydrogène,  le  coude  étant  plus  prononcé 


216  LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

avec  Tacide  sulfurique,  qui  renferme  plus  d'ions  H  que  la  potasse. 
Celle-ci  donne  un  coude  très  prononcé  à  1,40  volt,  point  qui  corres* 
pond  à  la  mise  en  liberté  du  potassium. 

A  Tanode,  le  premier  coude,  à  1,08  volt, correspond  aux  ions  O.  Il 
est  peu  prononcé  avec  Tacide  sulfurique,  qui  renferme  ces  ions  en 
très   petit    nombre.  Vers  1,68  volt,  le  deuxième  coude   correspond 

aux  ions  011,  très  nombreux  dans  la  potasse  et  plus  nombreux  que  les 

ions  Odans  Tacide  sulfurique.  EnQn,  pour  ce  dernier,  on  obtient  un 

troisième  point  vers   1,95  volt;   ce   sont  alors  les  ions  SO*  qui  se 
déchargent. 
Dans  Taccumulateur  au  plomb,  la  tension  nécessaire  pour  séparer 

à  la  fois  les  ions  SO^  à  Tanode  et  les  ions  Pb  è  la  cathode  est,  d'après 
les  chiffres  de  Nernst, 

i,90  + 0,17  =  2,07  volts, 

en  supposant  la  concentration  normale,  soit  : 

^  =  49  gr.  H^SO^  par  litre. 

A  la  fin  de  la  charge,  lorsque  se  séparent  les  ions  M,  une  suréléva- 
tion de  tension  est  nécessaire,  cette  surélévation  pouvant  varier,  en 
général,  de  0,10  à  0,30  volt,  selon  la  concentration  de  Tacide,  et  aug- 
mentant, comme  nous  Tavons  vu  d'après  la  figure  67,  loisquj  la  con- 
centration diminue. 

Étude  de  la  partie  initiale  de  la  courbe  de  décharge.  —  On  a  vu  que 
la  courbe  de  décharge  peut  présenter  dans  certains  cas,  au  début,  un 
minimum.  Celui*ci  cependant  n'existe  pas  toujours  et  ne  présente 
pas  toujours  la  même  forme. 

U.  Schoop*  a  récemment  déterminé  expérimentalement  les  condi- 
tions de  cette  baisse  initiale  de  tension*.  En  pratique,  on  a,  en  effet, 

1.  Ceniralhlaii  f.  Accumulaioren-,  Elemenlen-und  Accumobilen/cunde^  t.  III, 
p.  93  et  109;  1902;  —  Eclairage  électrique,  t.  XXXlI,p.  142. 

2.  Cet  auteur  a  expériuienté  sur  un  élément  à  trois  plaques  (deux  négatives  et 
une  positive)  du  type  à  grille,  empâtées  mécaniquement.  L'élément  était  rempli 
d*acide  de  densité  1,17.  Après  dix  décharges  et  charges,  une  série  d'essais  était 
effectuée  pendant  laquelle  l'élément  était  déchargé  30  fois  au  régime  d'une  heure 
f22,8  ampères).  Les  principaux  facteurs  étaient  notés  et  on  déterminait  la  varia- 
tion de  la  tension  ainsi  que  celle  de  la  force  électromotrice  par  la  méthode 
d'interruption  de  courant.  Pendant  les  cinq  premières  minutes,  on  faisait  une 
détermination  toutes  les  trente  secondes,  puis  toutes  les  cinq  minutes. 


DIFFKKENCK  DK  1>0TENTI1:L  AUX  BORNES  DE  LAGCUMCLATEUR 


>I7 


souvent  besoin  de  connaître  celle-ci  pour  définir  la  capacité  pratique- 
ment utilisable  lorsqu'on  limite  cette  capacité  quand  la  tension  aux 
bornes  a  baissé  d'une  proportion  déterminée  (en  général  on  admet 
une  baisse  de  tension  d'environ  \0  0/0  de  la  valeur  initiale). 

En  effectuant  les  mesures  à  l'aide  de  l'éleclrode  supplémentaire 
au  mercure,  U.  Schoop  a  reconnu  que  l'in- 
constance de  la  tension  au  commencement 
de  la  décharge  provient  principalement  des 
plaques  négatives.  Une  petite  baisse  sur- 
vient bien  aussi  fréquemment  aux  positives; 
mais  cette  baisse,  provenant  du  rôle  de  la 
diffusion,  posséderait,  en  général,  d'après 
cet  auteur,  un  autre  caractère  que  celle  des 
négatives. 

Pour  les  lentes  décharges,  la  poche  ini- 
tiale de  la  courbe  est  à  peine  remarquable, 
et  cette  courbe  prend  une  valeur  plus  élevée 
que  dans  le  cas  de  décharges  rapides,  car 
alors  l'appauvrissement  de  l'acide  à  l'in- 
térieur des  plaques  survient  plus  lentement 
que  dans  ce  dernier  cas. 

Ce  phénomène  se  présente  lorsque,  après 
une  charge  lente,  on  effectue  immédiatement 
une  décharge  à  intensité  élevée.  Avec  un 
intervalle  de  repos  croissant  entre  la  charge 
et  la  décharge,  la  poche  de  la  courbe  disparaît 
de  plus  en  plus  rapidement. 

Les  courbes  e  de  la  figure  74  montrent 
l'influence  du  repos  après  une  charge  nor- 
male ;  la  décharge  était  effectuée  à  22,8  am- 
pères après  quinze  heures  de  repos;  la 
température   de  l'acide   était  19°  C,  et  la  densité  de  l'acide  1,205. 

Les  courbes  {Z  se  rapportent  à  une  décharge  normale  en  une  heure; 
après  charge  à  5  ampères,  l'élément  était  déchargé  immédiatement 
à  22,8  ampères,  la  température  de  l'acide  étant  20**  C.  et  la  densité  1,200. 

Dans  les  courbes  b,  la  décharge,  au  même  régime  que  précédem- 
ment, suivait  immédiatement  une  charge  à  20  ampères  poussée  jus- 
qu'au dégagement  abondant  de  gaz. 

Après  une  décharge  lente,  en  trente  heures,  poussée  jusqu'à 
1,70  volt,  on  chargeait  à  24  ampères,  puis  on  déchargeait  immédia- 


FiG.  74.  —  Force  électro- 
motrice  et  difTérence  de 
potentiel  au  début  de  la 
décharge. 


•  *--«n»'*T»p?'r'" 


318 


LES  ACCUMUIATEURS  ÉLECTRIQUES 


tement  à  22,8  ampères,  et  on  obtenait  ainsi  les  courbes  e,  à  la  tem- 
pcralure  d'acide  25**  C.  et  la  densité  d'acide  1,150. 

Dans  les  expériences  (courbe  d)^  la  charge  avait  lieu  à  5  ampères 
seulement,  et  elle  était  suivie  immédiatement  d'une  décharge  à 
â2,8  ampères;  la  température  de  Tacide  était  15°  C. 

Dans  tous  les  cas,  la  courbe  de  la  force  électromotrice  (courbe 
supérieure)  est  parallèle  à  celle  de  la  différence  de  potentiel  (courbe 
inférieure). 

Ln  courbe  c  se  distingue  de  toutes  les  autres  par  ce  fait  que  la 
tension  ne  baisse  pas  en  quelques  secondes  à  la  valeur  de  1,93  volt, 
mais  se  maintient,  au  début,  à  des  valeurs  plus  élevées.  A  la  charge 
prcoédente  effectuée  à  23  ampères  jusqu'à  violent  dégagement  gazeux, 
on  constatait  que  la  densité  de  l'acide  à  la  fin  ne  s'élevait  qu'à  1,15, 
malgré  la  quantité  d'électricité  chargée  qui  correspondait  à  la  d  é- 
charge.  On  pouvait  en  conclure  qu'une  assez  grande  quantité  d'acide 
sulfurique  était  restée  combinée  à  l'intérieur  des  plaques.  Cette 
densité  plus  faible  expliquait  aussi  que  la  tension  moyenne  était  ici 
inférieure  à  celle  des  autres  cas. 

La  courbe  d  est  la  plus  expressive  de  toutes  ;  elle  montre  unapoche 
plus  arrondie  que  celle  dea\  son  minimum  estatteint  en  deux  minutes. 
La  température  de  l'acide  était  15*  C.  au  début  de  la  décharge. 

En  expérimentant  sur  un  élément  renfermant  deux  positives  et  une 
négative,  l'auteur  obtenait  les  mêmes  résultats. 

De  ces  expériences  on  peut  conclure  que  la  formation  du  minimum 
initial  de  la  courbe  et  la  forme  de  la  poche  ainsi  obtenue  dépendent 
des  facteurs  suivants  : 

1**  Intensité  de  la  charge  précédente  ; 

2"  Durée  de  l'intervalle  de  repos  entre  la  charge  et  la  décharge; 

P  Densité  et  température  de  l'acide  ; 

V  Intensité  du  courant  de  décharge. 

Lorsqu'on  interrompt  la  décharge  et  qu'après  un  long  repos 
ili'lerminé  on  continue  cette  décharge  à  l'intensité  initiale,  on  ne 
n  marque,  dans  aucun  cas  la  nouvelle  formation  d'un  minimum  à  la 
r(Mirbe. 

L  auteur  a  comparé  également  les  courbes  obtenues  avec  des 
plaques  d'épaisseurs  différentes.  A  cet  effet,  il  a  essayé  des  éléments 
cutaposés  d'une  négative  entre  deux  positives  (pour  l'étude  des 
nég^atives)  et  d'une  positive  entre  deux  négatives  (pour  l'étude  des 
positives),  ces  plaques  étant  d'épaisseurs  variables  :  2,  3,  4,  5,  7,  8  mil- 
limètres. Il  a  trouvé  ainsi  que  la  poche  initiale  de  la  courbe  est  d'au- 


DIFFÉRENCE  DE  POTENTIEL  AUX  BORNES  DE  L'ACCUMULATEUR        210 

tant  plus  accentuée  et  dure  d'autant  plus  longtemps  que  Tépaisseur 
est  plus  grande. 

Les  courbes  des  figures  75  et  76  indiquent  les  résultats  obtenus, 
les  plaques  ayant  comme  dimensions  en  surface,  180  X  150  milli- 
mètres, et  rintensitéde  décharge  étant  égale  à  15  ampères.  La  limite 
pratique  de  la  décharge  est  représentée  dans  chaque  cas  par  le  trait 
interponctué.  On  voit  que,  au  début,  la  tension  aux  bornes  et  la 
force  électromotrice  n'atteignent  Icîur  valeur  normale  (correspon- 
dante à  la  densité  présente  de  Tacide)  qu'après  un  temps  d'autant  plus 
long  que  la  plaque  est  plus  épaisse  :  ainsi  la  plaque  de  8  millimètres 


Fio.  75.  —  Tension   initiale  pour  des 
plaques  d'épaisseur  différente. 


Fi(i.  76.  —  Tension  initiale  pour  des 
plaques  d'épaisseur  différente. 


exige  cinq  minutes,  tandis  qu'il  ne  faut  que  deux  minutes  pour  celle 
de  2  millimètres  d'épaisseur. 

Ce  dernier  fait  montre  déjà  qu'il  s'agit  ici  d'un  phénomène  de  dif- 
fusion. Comme,  d'autre  part,  les  courbes  de  tension  aux  bornes  et 
de  force  électromotrice  sont  absolument  parallèles,  sauf  dans  le  der- 
nier tiers  de  la  décharge,  U.  Schoop  en  conclut  que  la  baisse  initiale 
^/î^nsion  doit  être  expliquée  non  par  une  variation  de  résistance 
^  r^ieure,  mais  bien  par  une  variation  de  la  force  électromotrice  ^ 

r 

^  ,  I^a méthode  de  l'interruption  de  courant,  employée  par  U.  Schoop,  ne  nous 
^^«'«L  *  t  cependant  pas  suffisamment  précise,  étant  donnée  la  variation  rapide  de 
y^  rorceélectromolrice  après  ouverture  du  circuit,  pour  qu'on  puisse  déduire  de 
^e»  ^  ^tpériences  qu'il  ne  peut  pas  y  avoir,  en  même  temps  qu'une  variation  de 
(t>^*<=^  électromotrice,  également  une  variation  de  résistance  intérieure  pendant 
c,ett.€î  période  instable  du  début. 


220  LES  ACCUMLLATKLRS  ÉLKCTRIQUKS 

Pour  celte  raison,  il  combat  T hypothèse  de  Ileim,  qui  donne  comme 
cause  de  la  poche  initiale  la  variation  de  température  dans  les  pores 
de  la  matière  active,  variation  qui  influerait  non  sur  la  force  électro- 
motrice, mais  sur  la  résistance  intérieure. 

Antérieurement,  U.  Schoop  avait  expliqué  *  ce  phénomène  en 
admettant  que  Thydrogène  occlus  crée  non  seulement  une  diminu- 
tion de  surface,  mais  encore  qu'en  s'oxydant  en  eau  il  produit  une 
dilution  de  Télectrolyte,  cause  de  la  baisse  de  force  électromotrice. 
Quand  Fhydrogène  a  disparu,  en  môme  temps  qu'une  plus  grande 
surface  de  plomb  spongieux  devient  intéressée  dans  les  réactions, 
la  difTusion  ramène  dans  la  matière  de  Tacide  plus  conceniré,  et  la 
force  électromotrîce  remonte. 

Mais  cette  hypothèse  ne  satisfait  plus  cet  auteur,  car  elle  n'explique 
pas  le  même  phénomène  au  début  de  la  charge;  aussi  se  rallie-t-il  à 
l'explication  donnée  par  Dolezalek  qui  admet,  comme  on  a  vu,  la 
production  d'une  solution  sursaturée  de  sulfate  de  plomb,  cause  de  la 
baisse  momentanée  de  force  électromotrice.  Une  preuve  de  Tinfluence 
d'une  dilTusion  de  la  solution  de  sulfate  de  plomb  est  donnée  par  l'ins- 
tabilité plus  grande  de  lacourbe  de  dccliarge  au  début,  lorsque  la  charge 
précédente  a  été  effectuée  à  faible  intensité  et  qu'il  n'y  a  pas  d'inter- 
valle entre  la  charge  et  la  décharge.  Le  fait  que  la  poche  de  la  courbe 
ne  se  produit  pas  toujours  ne  serait  pas  explicable  par  l'action  de  la 
dilTusion  de  l'acide,  car  dans  le  cas  de  décharge  rapide  la  diffusion 
est  toujours  vive,  tandis  que  la  formation  d'une  solution  concentrée 
ou  saturée  de  sulfate  de  plomb  dépend  d'autres  circonstances. 

Variation  de  la  différence  de  potentiel  avec  rintensité.  —  Si  la  force 
électromotrice  et  la  résistance  intérieure  possédaient,  pour  un  état 
bien  déterminé  de  charge  ou  de  décharge,  une  valeur  constante,  il 
serait  possible  de  calculer  d'après  la  formule  : 

e  =E±:  ri, 

la  différence  dé  potentiel  aux  bornes  en  fonction  de  l'intensité.  Mal- 
heureusement il  n'en  est  pas  ainsi  et,  pour  un  état  bien  déterminé 
de  l'élément,  la  force  électromotrice  notamment  varie  avec  l'intensité. 
Même  en  appliquant  celle-ci  pendant  un  temps  aussi  court  que  possible, 
le  temps  d'une  mesure,  quelques  secondes  par  exemple,  on  trouve  que 

\.  Ze'ttschr.  f.  Elekirolechnik,  i.  XIX,  p.  102,  1900;  —  KcUiinige  électrique, 
t.  XXIV,  p.  62. 


DIFFÉRKNCK  I)K  POÏKMIKL  Al'X  BOKNKS  DK  L'ACCUML'LATKUH       221 

la  force  électroinotrice  a  momentanément  varié  dans  le  sens  du  cou- 
rant, au{fmenlant  pour  un  courant  de  charge  et  diminuant  pour  un 
courant  de  décharge.  La  résistance  intérieure  variant  enraiement, 
c'est  à  Texpérience  seule  qu'on  doit  s'adresser  pour  avoir  la  variation 
de  la  tension  aux  bornes  en  fonction  de  l'intensité. 

L'étude  de  celle-ci,  pour  un  courant  instantané  (s'il  est  permis 
d'appeler  ainsi  un  courant  maintenu  pendant  deux  à  trois  secondes), 
a  été  effectuée  par  U.  Schoop. 

U.  Schoop*  a  déterminé  la  variation  de  tension  aux  bornes  d'un 
accumulateur  pour  des  intensités  de  décharge  croissant  jusqu'au 
court-circuit.  Les  intensités  étaient  maintenues  pendant  une  très 
courte  durée,  deux  à  trois  secondes,  et  les  forces  électromotrices 
déterminées  par  la  méthode  de  l'interruption  de  courant.  Afin  de 
mesurer  la  chute  de  tension  correspondant  respectivement  à  cha- 
cune des  électrodes  positive  et  négative,  il  était  fait  usage  ici  de 
Télectrode  supplémentaire  au  sulfate  mercureux. 

Les  résultats  de  ces  expériences  sont  nettement  exprimés  par  les 
courbes  {fig.  11  à  82).  Les  figures  77,  78  et  79,  de  gauche,  se  rap- 
portent a  des  plaques  constituées  par  une  seule  pastille  encadrée'. 
Les  figures  80,  81  et  82,  de  droite,  sont  relatives  aux  plaques  à 
grille^. 

Dans  la  figure  77,  on  a  tracé  les  courbes  de  variation  de  la  force 
électromotrice  E  et  de  la  différence  de  potentiel  e  aux  bornes  de 
l'élément,  en  fonction  de  l'intensité  du  courant  de  décharge.  Les 
figures  inférieures  donnent  respectivement  les  mêmes  valeurs  pour 
Télectrode  positive  et  pour  l'électrode  négative.  Dans  tous  les  cas, 
les  courbes  en  traits  pleins  affectées  de  l'indice  1  se  rapportent  à 
l'élément  à  l'état  charge,  et  celles  en  traits  ponctués  affectées  de  l'in- 
dice 2,  à  l'élément  décharge  après  un  débit  de  trois  heures  à  l'inten- 
sité normale  de  25  ampères  (pour  l'élément  à  plaques  composées 
d'une  seule  pastille  encadrée). 

Pour  les  deux  types  de  plaques  étudiées,  on  remarque  que  la  chute 


1  Centmiblall  f.  AccumuUtloren-  tnvl Elenienlenkunde^  t.  Il,  p.  151  ;  ~  Éclairage 
électrique,  t.  XXIX,  p.  98. 

2.  L*élément  était  composé  de  deux  p.Ksilives  de  13  millimètres  d'épaisseur  el 
de  trois  négatives  de  9  millimètres  d'épaisseur;  le  poids  total  <le  Télément 
atteignait  13  kilogrammes.  La  densitt*  de  l'acide  était  1.18. 

3.  L*élément  renfermait  trois  positives  et  «piatre  m'^gatives  de  dimensioûs  : 
hauteur,  200  millimètres;  largeur,  i 2*1  millimètres;  épaisseur,  3  millimètres.  Le 
poids  total  de  Pélémenl  (Hait  égal  à  ."•  kilopTrauimes.  La  densité  de  l'acide 
était  1,18. 


222 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


de  tension,  en  fonction  de  Tintensité,  est  considérablement  plus 
élevée  à  la  négative  qu'à  la  positive.  En  revanche,  la  force  électro- 
motrice reste  beaucoup  plus  constante  à  la  négative  qu'à  la  positive  ^ 


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Ce  phénomène   peut  paraître   singulier,    puisqu'on   sait    que   la 
porosité  de  la  négative  est  plus  grande  que  celle  de  la  positive 


1.  Ce  fait  est  explicable,  comrae  nous  l'avons  déjà  vu,  par  la  migration  <les 
ions  80*,  qui  se  fait  vers  la  négative  pendant  la  décharge  et  vers  la  positive 
pendant  la  charge,  de  telle  sorte  (|ue,  dans  les  pores  de  la  négative,  la  concentra- 
tion reste  beaucoup  plus  constante  que  dans  ceux  de  la  positive. 


DIFFÉRENCE  DE  POTENTIEL  AUX  BORNES  DE  L'ACCl'MULATEUR        223 

Comme,  d'autre  part,  la  résistance  intérieure,  qui  est  très  petite,  ne 
peut  l'expliquer,  U.  Schoop  émet  la  supposition  qu'à  Téiectrode 
positive  Tépuisement  provient  du  manque  d'acide  a  Tintérieur  de  la 
plaque  ;  tandis  qu'à  la  négative  il  est  déterminé  principalement  par 
la  nature  physique  et  la  quantité  du  plomb  spongieux  actif. 

En  pratique,  ce  ne  sont  pas  les  valeurs  instantanées  qui  sont  les 
plus  intéressantes,  car,  en  général,  l'application  du  courant  dure  un 
temps  plus  ou  moins  long,  pendant  lequel  il  y  a  variation  et  de  la 
force  électro motrice  et  de  la  résistance  intérit^ure,  de  telle  sorte  que 
Ton  doit  et  nsidérer  ici  la  variation  de  la  différence  de  potentiel 
moyenne  en  fonction  d'une  intensité  constante  pour  un  temps  bien 
déterminé,  ou  encore  inversement  la  variation  de  l'intensité  moyenne 
en  fonction  d'une  tension  constante  appliquée  aux  bornes  de  l'élé- 
ment pour  ce  même  temps. 

Deux  problèmes  différents  se  présentent  alors,  selon  qu'il  s'agit 
d'un  temps  correspondant,  soit  à  une  décharge  ou  à  une  charge  com- 
plète, soit  encore  à  une  décharge  ou  à  une  charge  partielle.  Le  pre- 
mier cas  répond  à  l'utilisation  la  plus  courante  des  accumulateurs; 
dans  le  second,  c'est  le  fonctionnement  des  batteries-tampon  qui  est 
à  considérer. 

Nous  avons  déterminé,  pour  des  décharges  et  charges  complètes, 
la  valeur  des  différences  de  potentiel  moyennes  pour  un  même 
élément  déchargeant  à  des  densités  de  courant  différenles(  d  =  0,5 
à  2,5  ampères  par  décimètre  carré),  et  fonctionnant  dans  des  acides 
de  concentrations  différentes  (1-i  à  34" B.^). 

Le  tableau  68  contient  les  principales  mesures  intéressantes  de  ces 
essais.  Dans  tous  les  cas,  la  capacité  était  limitée  ici  par  les  posi- 
tives. Les  colonnes  3,  4  et  5  de  ce  tableau  indiquent  comment,  pour 

i.  Dans  ces  essais,  il  était  fait  usage  d'éléments  du  type  Faure.  Les  plaques 
positives  étaient  constituées  par  des  quadrillages  en  plomb  antimonieux,  à 
augets  empâtés  ;  les  plaques  négatives  étaient  du  type  à  pastilles. 

On  choisissait  six  éléments  absolument  semblables  et  donnant  la  même  capa- 
cité dans  les  mêmes  conditions  d'intensité  de  courant,  de  concentration  d'acide, 
de  température,  etc.,  puis  on  réglait  dans  chacun  d'eux  la  concentration  aux 
six  valeurs,  14,  18,  22,  26,  30  et  34*  B.  Âpres  quelques  décharges  destinées  à  éli- 
miner l'influence  des  états  antérieurs,  on  effectuait  les  décharges  aux  diflércnts 
régimes,  en  arrêtant  à  1,10  volt  aux  bornes  pour  les  densités  0,5,  0,15  et 
1.2.Î  ampère  :  dm»  et  a  l',60  volt  aux  bornes  pour  la  densité  2,5  amp.  :  dm«.  Toutes 
les  charges  étaient  eflectuécs  au  régime  normal  0,5  amp.  :  dm<.  Les  différences 
de  potentiel  étaient  mesurées  à  l'aide  de  l'électrode  supplémentaire  en  plomb 
spongieux.  On  appliquait,  pour  le  rendement  en  quantité,  la  valeur  0,90. 
Rappelons  ici  que  la  surface  apparente  de  plaques  est  égale  à  2nhl,  en  appelant 
n  le  nombre  de  positives  de  hauteur  A  et  de  largeur  /. 


LK«  Ar.GLMULATErRS  ÉLIXTUIQI  ES 


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DIFFÉRENCE  DE  POTENTIEL  AUX  BORNES  DE  LACCUMl'LATEUR        225 

la  même  densité  de  courant  de  décharge,  la  diflérence  de  potentiel 
moyenne  croît  aux  positives  et  décroît  aux  négatives,  avec  la  con- 
centration ;  la  différence  de  potentiel  moyenne  aux  bornes  est  donnée 


020. 


010. 


6-5-, 


my 


-^ 


Différences  de  polentiel  moyennes 

à  la  décharge 
1  Adde  à  34  degrés  Baume 
Z      .       30 

3  .       26 

4  .       22 

5  .       18 


5- 


"-'^^"l-j"2-     1- 


0       1       Z       3       4       5      6      7       8       9      10      11      12      13     14 

Temps  de  décharge  .  en  heures 

Fio.  83.  —  Courbes  des  tensions  moyennes  à  la  décliar^^e. 

par  la  différence  des  deux  précédentes  valeurs.  Les  colonnes  9,  10 
et  li  se  rapportent  à  la  charge,  les  différences  de  potentiel  moyennes 
aux  négatives  étant  précédées  du  signe  — ,  les  différences  de  potentiel 
moyennes  aux  bornes  (colonne  il)  sont,  en  valeur  absolue,  la  somme 
des  valeurs  données  par  les  colonnes  9  et  10. 

Dans  la  figure  83,  nous  avons  tracé,  d'après  les  expériences  pré- 

15 


226  LEîS  ACCUMULATEURS  ÉLPXTRIQUES 

cédentes,  les  courbes  de  variation  de  la  différence  de  potentiel 
moyenne  en  fonction  du  temps  de  décharge  pour  les  différentes  con- 
centrations. Les  courbes  en  trait  plein  sont  relatives  à  la  tension  aux 
bornes  de  Télément,  celles  en  traits  pointillés  affectées  de  l'indice 
+  ou  —  indiquent  la  variation  de  tension  anodique  ou  cathodique 
dans  le  cas  où  on  fait  usage  de  Télectrode  supplémentaire-pliomb 
spongieux. 

Le  tableau  68  nous  avait  montré  que  la  tension  moyenne  aux 
bornes  est,  pour  la  même  densité  de  courant  de  décharge,  d*autant 
plus  élevée  que  la  concentration  deVacide  est  elle-même  plus  élevée. 
Les  courbes  nous  indiquent  qu'il  en  est  encore  ainsi  lorsqu'on  rap- 
porte la  variation,  non  à  la  densité  de  courant,  mais  au  temps  de 
décharge.  La  tension  anodique  suit  la  même  loi. 

En  ce  qui  concerne  la  tension  moyenne  cathodique,  on  trouve  que 
sa  variation  en  fonction  de  la  concentration  est  assez  faible  ;  mais, 
tandis  que  le  tableau  indique  pour  les  concentrations  faibles  une 
tension  positive  supérieure  (ce  qui  signifie  que  c'est  dans  le  cas  des 
concentrations  faibles  que  la  tension  cathodique  agit  le  plus  fortement 
pour  faire  baisser  la  tension  aux  bornes),  d'après  les  courbes,  au 
contraire,  on  constate  que  cette  tension  cathodique  moyenne  est  plus 
élevée  pour  les  fortes  concentrations,  à  égalité  de  temps  de  décharge. 

Cette  anomalie  apparente  s'explique  aisément  si  on  tient  compte 
de  ce  fait  que,  à  égalité  de  temps  de  décharge,  l'intensité  et,  par 
suite,  la  quantité  d'électricité  débitées  sont  plus  élevées  lorsque  la 
concentration  augmente*.  11  est  assez  naturel,  dans  ces  conditions, 
que  la  tension  cathodique  moyenne  s'élève  avec  la  concentration, 
la  plus  grande  capacité  débitée  agissant  à  la  fois  sur  la  force 
électromotrice  et  surtout  sur  la  résistance  intérieure  pour  aug- 
menter la  différence  de  potentiel  moyenne  entre  la  négative  en 
décharge  et  la  négative  témoin  au  repos. 

Les  expériences  précédentes  sont  relatives  à  des  décharges  et 
charges  complètes.  11  convient  d'étudier  maintenant  la  variation  de 
tension  en  fonction  de  l'intensité  dans  le  cas  où  ces  opérations  ne 
sont  que  partielles,  comme  il  arrive  dans  le  fonctionnement  des  bat- 
teries-tampon. 

Pourla  déterminer,  nous  avons  soumis  un  élément  ^  à  des  périodes 

i.  On  se  rappellera  que,  dans  toutes  ces  expériences,  la  capacité  était  limitée  par 
les  positives. 

2.  L'élément  d'essai  était  du  type  Faure  :  positives  à  augets  empâtés,  négi- 
tives  à  pastilles.  Concentration  de  l'acide,  29"  B. 


DIFFÉRENCE  DE  POTENTIEL  AUX  BORNES  DE  L'ACCUMUl^VTEUR        2*27 

^^  décharge  et  de  charge  de  temps  égaux  et  d'intensités  crois- 
^ïiies. 

On  verra  plus  loin  qu'il  n'est  pas  indifférent  d'effectuer  ces  mesures 
^  ïi'importe  quel  état  de  décharge  et  de  charge.  Le  tableau  120 
^  la  page  363  nous  montrera  que  les  positions  fin  charge  ou  fin  dé- 
charge  sont  instables. 


o       30     n     90   no 
Temps  en  minutes       0 


4        5        6        7        8        9 

Temps  en  minutes 


10       11        12       13       14 


ï^iG.  84.  —  Variation  de  la  différence  de  potentiel  avec  rintensitr 
(périodes  successives  de  charge  et  de  décharge). 


^  d'effectuer  les  mesures  dans  la  partie  stable,  l'élément  était 
*^  position  de  décharge  et  environ  à  1/6  de  celle-ci.  La  figure  8i 
^    ^^Ue  d'ailleurs  clairement  la  marche  des  essais. 

^  Prenant  la  valeur  moyenne  des  différences  de  potentiel  pendant 
^  ^^^Ue  des  périodes  de  trente  secondes,  on  peut  tracer  la  courbe  de 
"«wvaUon  dei  différences  de  potentiel  et  forces  électromotrices  en  fonc- 


1 

\ 


228 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


tion  de  la  densité  de  courant,  et  on  obtient  ainsi  les  courbes  *  de  la 
figure  85. 

Ces  courbes  peuvent  être  sensiblement  considérées  comme  des 
droites  dans  les  limites  ordinaires  de  Tintensité.  Extrapolées  vers 
rintensité  nulle,  les  courbes  e  et  E  aboutissent  aux  mêmes  points, 
ce  qui  est  évident  ;  mais  il  paraît  y  avoir  entre  le  point  neutre  de 
charge  et  celui  de  décharge  une  petite  différence  (environ  0,015  volt) 


C  moy 


Décharge 


Charge 


3  2  1  0  1  2  3 

Oensiié  de  courant  en  Amp. .  dm'  6%  surface  apparente  de  plaques 

Fio.  85.  —  Courbes  caractéristiques  d'un  accumulateur. 


qui  représente  une  zone  d'instabilité  de  la  force  électromotrice,  dif- 
férente, même  pour  de  très  faibles  intensités,  entre  Tétat  charge  et 
Tétat  décharge. 

Nous  avons  représenté  en  pointillé  les  valeurs  obtenues  dans  les 
deux  sens  du  cycle  parcouru,  et  en  trait  plein  les  valeurs  moyennes. 
Les  différences  proviennent  du  fait  que,  dans  la  série  d'expériences 


1.  Ces  courbes  peuvent  servir  de  caractéristiques  pour  les  accumulateurs  de 
batteries-tampon.  Elles  n'ont  évidemment  de  signification  que  si  on  indique  le 
temps  des  périodes  successives,  qui  est  ici  égal  à  trente  secondes.  Elles  donnent 
aussi  l'indication  précieuse  de  rintensité  moyenne,  pendant  la  période  considérée, 
que  peut  débiter  ou  charger  Taccumulateur  soumis  à  une  différence  de  potentiel 
constante.  Dans  le  cas  particulier  donné  ici  comme  exemple,  on  pourrait  con- 
clure des  courbes  que,  soumis  à  une  différence  de  potentiel  constante  de 
2,26  volts,  Télémeut  chargerait  à  une  densité  de  courant  moyenne  de  3  amp.  :  dm^ 
pendant  une  période  de  trente  secondes. 


DIFFÉRKNCK  DK  POTKNTIKL  AUX  BORNES  DK  L'ACCUMULATECR        229 

représentée  par  la  figure  84,  dans  le  sens  des  intensités  croissantes, 
une  charge  suit  toujours  une  décharge  d'intensité  plus  faible,  ce  qui 
donne  pour  la  force  électromotrice  et,  par  suite,  pour  la  différence  de 
potentiel,  une  valeur  plus  élevée  que  dans  le  sens  des  intensités  dé- 
croissantes, dans  lequel  une  charge  suit  toujours  une  décharge  d'in- 
tensité plus  élevée.  La  moyenne  donne  évidemment  la  valeur  exacte. 
La  variation  de  la  tension  aux  bornes  en  fonction  de  l'intensité  est 
également  dépendante  de  la  concentration.  On  trouvera  cette  dépen- 
dance dans  le  tableau  de  la  page  366  relatif  à  des  décharges  et 
charges  partielles  à  intensités  variables  et  pour  les  concentrations 
différentes  10,  29  et  40«  B. 

Tariationde  l'intensité  de  courant  lorsque  la  différenoe  de  poten- 
tiel est  maintenue  constante.  —  Si,  au  Heu  de  charger  à  inten- 
sité constante,  on  maintient  aux  bornes  de  l'élément  une  différence 
de  potentiel  U  constante,  l'intensité  du  courant  varie  évidemment  en 
fonction  de  la  force  électro motrice  E  et  de  la  résistance  intérieure  r, 
d'après  la  loi  connue  : 

,       U-E 
r 

Les  variations  de  la  force  électromotrice  et  de  la  résistance  inté- 
rieure pendant  la  charge  permettent  d'expliquer  l'allure  de  la  courbe 
de  charge  à  potentiel  constant. 

Les  courbes  des  figures  86  et  87,  déterminées  par  A.-A.  Cahen  et 
J.-M.  Donaldson^  montrent  les  variations  de  l'intensité  pendant  une 
charge  à  potentiel  constant  d'un  élément  Tudor*.  On  voit  que  le 
courant,  très  élevé  au  début,  tombe  ensuite  très  rapidement  pendant 
environ  la  moitié  du  temps  de  charge,  par  suite  de  l'augmentation 
de  la  force  électromotrice;  la  courbe  baisse  ensuite  de  moins  en 
moins  rapidement  pour  tendre  à  devenir  asymptotique  à  l'axe  des 
temps. 

1 .  Travaux  de  VAnsodation  Britannique,  1899  ;  —  Éclairage  électrique,  t.  XVIII, 
p.  505. 

2.  Cet  élément,  du  type  n»  II  L.  A.,  se  composait  de  deux  positives  et  de  trois 
négatives.  Ses  constantes  étaient  les  suivantes  : 

Capacité  en  ampères-heure* 140       120       108 

Intensité  correspondante  en  ampères 14        24        36 

Les  charges  au  potentiel  constant  2,508  volts  suivaient  des  décharges  à 
36  ampères  poussées  jusque  1,815  volt.  La  densité  d'acide  fin  charge  était 
de  1,173. 


tm 


LE§  ACCUMTJLATEURS  ÉLECTRIQUKS 


Ces  auteurs  ont  constaté  aussi  pendant  la  plupart  des  expériences 
que,  tout  à  fait  au  début  de  la  charge,  le  courant  croît  pendant 
♦(uelques  instants  avant  de  descendre  rapidement.  En  étudiant  avec 


^    *?    JE?    ^    J^    f.^    sa 

Temps  e/f  i7v/ttjffs  é  pif*ttr  ^  cofnm€ni:tm€t>t 

Fi"..  S6.  —  Courhe  de  tlmr^fe 
a  polenliei  coitsliinL 


10      2Ô3Û      iû     JÛ      fô     JO 
Temps  en  minâtes  à  panir  Ou  Cûmmtncf 
de  la  charge 

Fio.  87.  —  Courbe  de  charge 
à  potentiel  constant. 


soin  les  premières  minutes  de  charge  et  en  faisant  de  très  fréquentes 
lectuFL's  pendant  cette  première  période,  ils  obtinrent  Tallure  initiale 
représentée  à  |ilus  grande  échelle  en  figure  88,  qui  indique  qu'il  se 
produit  d'abord  une  première  baisse  rapide  de  l'intensité,  puis  que 
celle-ci  remonte  pour  atteindre  un  deuxième  maximum  avant  de 
buissoinormalenicnl.  Cahen  et  Donaldson  attribuent  ce  phénomène 
à  un  dégagement  de  lliydrogène  en  quantité  supérieure  à  celle 
néct'ssaire  pour  la  réduction  du  sulfate,  d'où  il  doit  résulter  soit  une 
augmentation  de  résistance,  soit  une  augmentation  de  la  force  élec- 
tromotriee,  causes  de  la  baisse  initiale  de  l'intensité.  Ceci  est  une 
pure  hypothèse  que  les  auteurs  n'ont  pas  réussi  à  vérifier  en  insuf- 
flant de  l'air  dans  le  liquide  de  façon  à  expulser  l'hydrogène  pendant 


DIFFÉRENCE  DK  POTENTIEL  AUX  BORNES  DE  L  ACCUMULATEUR        231 


la  charge.  L'allure  des  courbes  n'était  pas  modifiée  par  cette  opéra- 
l  ion  dont  ils  attribuent  Tinsuccès  à  rinsufiîsance  des  jets  d'air 
employés. 

C.  Heim  *,  quia  fait  aussi  de  nombreuses  expériences  sur  la  charge 
à  polenliel  constant,  a  constaté  également  le  deuxième  maximum 
(le  la  courbe  d'ilitensité  ;    mais    il 
l'explique  d'une  tout  autre  façon. 
Dès  les   premiers   instants   de    la 
charge,  la  force  électromotrice  aug- 
mentant rapidement,  il  en  résulte 
une  baisse  brusque  d'intensité.  Pour 
expliquer  le  second  maximum  de  la 
courbe,  Tauteur  fait  intervenir  l'in- 
fluence de  la  température  et  de  la 
résistance  intérieure.  Il  admet  que, 
dans  les    premiers  instants  de   la 
charge,  la  concentration  dans   les 
pores  de  la  matière  active  dépasse 
30  0/0,  qui  est  le  point  de  conduc- 
tibilité maxima,  et  que  l'augmen- 
tation de  résistance  intérieure  agit  avec  l'augmentation  de  la  force 
électromotrice  pour  faire  baisser  Tintensité. 

La  résistance  intérieure  de  l'élément  résidant  surtout  dans  les 
canaux  étroits  de  la  matière  active,  c'est  donc  en  cet  endroit  princi 
paiement  que  l'effet  Joule  doit  avoir  le  plus  d'importance.  Or,  par 
suite  de  la  haute  densité  de  courant  du  début,  il  peut  résulter  une 
rapide  élévation  de  température  en  ces  points.  Si  on  considère  alors 
que  la  conductibilité  de  l'acide  s'élève  d'au  moins  i  ,6  0/0  par  degréC . , 
on  peut  s'expliquer,  avec  l'auteur,  que  le  relèvement  de  l'intensité 
provient  de  cette  diminution  de  la  résistance  intérieure.  Celle-ci  est 
d'ailleurs  bientôt  compensée  par  l'augmentation  lente  de  la  force 
électromotrice,  et  la  courbe  d'intensité  baisse  ensuite  progressive- 
ment. 

Cette  hypothèse  explique  que  le  second  maximum  se  produit  d'au- 
tant plus  rapidement  que  la  différence  de  potentiel  et  par  suite  l'in- 
^nsilé  de  charge  sont  élevées  et  aussi  que  les  épaisseurs  de  matière 
active  sont  pins  faibles,  car  alors  l'égalisation  de  la  concentration  et 


Tgmfis  en  minutes  ê  parti/*  dt  commen- 
cement de  ia  charge 

Fio.  88.  —  Partie  initiale  de  la  courbe 
de  charge  à  potentiel  constant. 


^' Blektrotechn.  Zeiischr.,  t.  XXI,  n"  14  à    25;  1900:  —  Éclairage  électrique, 


UXV 


p.  425. 


232 


LES  AGCUMUÏATKL'RS  ÉLECTRIQUES 


celle  de  la  température   se  font  plus  rapidement.   C'est  ainsi  que 
C.  Heim  a  obtenu  les  valeurs  suivantes  : 

Élément  A 
Différence  de  potentiel  de  charge, 

en  volts 2,402      2,502 

Temps  après  lequel  s'est  produit 

le    deuxième   maximum,    en 

minutes 3,4  2,3  5,5  4,3 

qui  se  rapportent,  A,  à  un  élément  à  positives  Planté  et  négatives 


18S  . 

180  . 

Î75 

m 

Type  A 

lirDécbaTge 
Potentiel  consunt 
2,502  Volts 

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^  150  . 

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Potentiel  constsnt 
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l 

f 

H5 

ô 

/ 

i 

, 

1 

i 

Temps  en  minutez 

Temps  en  minutes 

FiG.  89.  —  Partie  initiale  de  la  courbe      Fie.  90.  —  Partie  initiale  de  la  courbe 
de  charge  à  potentiel  constant.  de  charge  &  potentiel  constant.  _j| 

Faure,  et,  B,  à  un  élément  à  positives  et  négatives  Faure*.  L'allure 


1.  Les  constantes  de  ces  éléments  étaient  d'ailleurs  les  suivantes  : 


Nombre  de  plaquer  |)08itives 3 

—                 népalives. 4 

Dimensions  des  plaques  en  millimètres: 

hauteur 185 

largeur 170 


B 

4 


épaisseur  des  positives 

—  négatives 

Densité  de  l'acide 

Poids  total  d'électrodes,  en  kilogrammes. 
Capacité  en  ampères-heures  : 

au  régime  de  3  heures 

—  1  heure  


260 

118 

12  6à7 

5 

1,215  (25*,6B.)     1,151  (19-  B.) 

15,8  14,56 


69 
49 


66 
46 


DIFFÉRENCE  DE  POTENTIEL  AUX  BORNES  DE  L'ACCUMULATEUR       233 

des  courbes  d^intensité,  déterminée  très  exactement  par  C.  Heim  pen- 
dant les  premières  minutes  de  la  charge,  montre,  comme  on  le  voit 
sur  les  figures  89  et  90,  des  irrégularités  qui  proviennent  justement 
des  fluctuations  de  la  force  éleclromptrice  et  de  la  résistance  inté- 
rieure. 

L'allure  de  la  courbe  de  charge  à  potentiel  constant  a  été  déter- 
minée théoriquement  par  P.  Girault^  dans  le  cas  d'un  élément  ayant 
un  excès  de  négatives  et  dont  les  positives  sont  à  très  grande  sur- 
face et  à  très  faible  épaisseur  de  matière  active. 

Il  considère  la  surface  active  totale  s  de  la  positive  partagée  en 
deux  parties  :  «,,  occupée  par  le  protoxyde  PbO  au  temps  f,  et  «g, 
occupée  au  même  instant. par  le  peroxyde  PbO*. 

On  remarquera  d'ailleurs  que  les  conclusions  seraient  les  mêmes 
en  supposant  la  surface  s^  occupée,  non  par  du  protoxyde,  mais  par 
du  sulfate  PbSO',  que  Tauteur  considère  ici  comme  surface  morte. 

Appelant  E|  et  Ej  les  forces  contre-éleclromotrices  dues  respecti- 
vement au  protoxyde  et  au  peroxyde  ;  u,  la  différence  de  potentiel 
constante  aux  bornes  de  réiémcnt;  p^  et  p2f  ^^^  résistances  spéci- 
fiques en  ohms  par  centimètre  carré  de  surface  pour  le  protoxyde 
et  le  peroxyde,  on  a  évidemment  pour  les  intensités  i^  et  4  passant 
au  temps  t  par  les  surfaces  $«  et  s^  : 

.■,=^,  (i) 

El 

Si 

1-2  =  ^^'  (2) 

£2 

en  négligeant  les  résistances  de  Télectrolyte  et  de  la  négative. 

En  désignant,  d'autre  part,  par  Sq  la  surface  occupée  par  le  per- 
oxyde avant  charge,  au  temps  f  =  o,  et  par  k  la  surface  en  centi- 
mètres carrés  de  PbO  transformé  en  PbO*  par  ampère-heure  traver- 
sant la  surface  s^,  il  vient  : 


0 
et 


«j  =  so  +  *.y^t,de  (3) 

0 

^=g  —  s^zzzs  —  SQ-^k  ,  1    i^dt.  (4) 


1.  indusirie  électrique,  t.  VII,  p.  453. 


234  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

En  portant  cette  dernière  valeur  dans  (i),  on  a  alors 
u  —  El 


-^  A  -  so  -  *  .  y"  i^dt\ 


d'où  on  tire,  en  différentiant, 


$1  =  ^^.  y—li,,u. 


L'intégration  donne  : 
en  posant  : 


m  =1  k  . *. 


h 


Mais,    au  temps  t  =  o,  l'intensité   initiale  (i,)^>  est  évidemment 
égale  à  : 


,. .         M  —  Ei     ,  , 

Mo=  — ;:: — ^  •  [S  —  «o)» 
Pi 


et  la  valeur  de  ^^  devient  : 

«^  =  ^^-^^.c-'«^(.s-.s•o).  (5) 

En  portant  cette  valeur  dans  Téquation  (3),  puis  celle  de  «,  ainsi 
obtenue  dans  Téquation  (2),  on  en  déduit  pour  l'intensité  ij  : 

et  pour  le  courant  total  à  Tinstant  t  : 

L      Pi  Pa     J  Pj 

expression  de  la  forme  : 

1  =  A  +  B .  c-'«',  rs) 

dans  laquelle  m  est  une  constante  pour  un  même  élément  et  a  la 
valeur 

m=k.^!-^=^.  (9) 

Pi 


DIFFÉRENCE  DE  POTENTIEL  AUX  B0KNF:S  DE  L'ACCUMULATEUR       235 

A  et  B  ne  sont  des  constantes  pour  un  même  élément  que  si  on 
considère  toujours  celuî-ci  dans  le  même  état  au  début  de  la  charge. 
Elles  ne  seront  évidemment  pas  les  mêmes  quand  la  décharge  pré- 
cédente aura  été  poussée  plus  ou  moins  loin. 

P.  Girault  a  vérifié  Texactitude  de  Téquation  (8)  en  comparant  les 
valeurs  ainsi  calculées  aux  valeurs  déterminées  par  expérience  pour 
un  élément  Blot  de  100  centimètres  carrés  de  surface  positive, 
chargé  à  la  tension  constante  2,70  volts.  On  a  pour  Tintensité  calcu- 
lée, dans  ce  cas  particulier, 

i  =  76,2  +  107,1  .  e-^'^^, 

Le  tableau  69  montre  la  concordance  assez  rigoureuse  entre  le 
calcul  et  l'expérience. 

TABLEAU   69 


INTENSITÉ  EN  AMPÈRES 

INTENSITÉ  1 

EN  AMPÈRES 

TB&IPSf 

131   lll.XCTe9 

TEMPS  t 

B5    MINUTES 

expÉniKXCE 

CALCCL 

EXPÉRienCK 

CALCCt 

0 

183,1 

183,3 

22 

85,7 

)) 

1 

175 

)) 

23 

85,7 

» 

2 

159,5 

164,5 

24 

85,7 

86,75 

3 

154 

» 

25 

85,3 

» 

4 

148,9 

148,9 

26 

85,3 

» 

5 

138,8 

» 

27 

83,8 

» 

6 

133,2 

130,2 

28 

83,5 

)) 

7 

128,5 

» 

29 

83,1 

» 

8 

121,7 

125,6 

30 

82,9 

» 

9 

121,2 

» 

31 

82,6 

» 

10 

119 

117 

32 

81,0 

81,05 

11 

114,2 

» 

33 

80,7 

» 

12 

109 

109.9 

34 

80,2 

M 

13 

107,1 

» 

35 

80 

)) 

14 

103,5 

» 

36 

79,5 

» 

15 

102,4 

» 

37 

79,5 

» 

16 

100 

99 

38 

79,3 

» 

17 

97,6 

» 

40 

79,3 

» 

18 

95,3 

» 

45 



» 

19 

92,9 

» 

50 

— 

» 

•20 

90.5 

91,7 

60 

78,55 

79,40 

21 

87,2 

» 

CHAPITRE  IX 
CAPACITÉ  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


On  appelle  capacité  d'un  accumulateur  la  quantité  d'électricité 
que  celui-ci  peut  fournir  pendant  une  décharge.  En  appelant  Q  cette 
capacité,  I  l'intensité  de  la  décharge,  et  t  le  temps  de  celle-ci,  on  a 
d'une  façon  générale  : 

Q  =  fldL 

et  la  mesure  de  la  capacité  s'obtient  en  traçant  la  courbe  de  varia- 
tion de  l'intensité  en  fonction  du  temps  et  en  intégrant.  Lorsque  la 
décharge  a  lieu  à  intensité  constante,  il  suffît  de  faire  le  produit  de 
celle-ci  exprimée  en  ampères  par  le  temps  exprimé  en  heures  pour 
obtenir  la  capacité  en  ampères-heures. 

On  a  vu,  par  l'allure  des  courbes  de  décharge,  que  la  différence  de 
potentiel  aux  bornes  d'un  élément  qui  débile  baisse  très  lentement 
pendant  la  plus  grande  partie  de  la  courbe  pour  ensuite  tomber 
brusquement  jusqu'à  0,  et  môme  s'inverser  lorsque  le  courant  peut 
être  maintenu  comme  lorsqu'il  s'agit  d'éléments  de  capacité  difté- 
rente  déchargeant  en  tension.  Le  point  où  la  baisse  rapide  com- 
mence, ce  que  Ton  appelle  le  «  crochet  »,  survient  pour  une  différence 
de  potentiel  comprise  entre  1,90  et  1,70  volt,  soit  en  moyenne 
1,80  volt,  cette  valeur  dépendant  de  la  rapidité  de  la  décharge  et 
aussi  de  la  densité  de  l'acide  employé  ;  elle  est  d'autant  plus  éle- 
vée que  l'acide  employé  est  plus  concentré  et  que  la  décharge  est  plus 
lente. 

Pour  montrer  celte  influence,  nous  donnons  dans  les  courbes  des 
figures  91  et  92  le  résultat  d'expériences  que  nous  avons  effectuées 
sur  des  éléments  à  plaques  positives  et  négatives  Faure.  Toutes  ces 
courbes  se  rapportent  au  même  élément  placé  dans  des  conditions 


CAPACITÉ  DE  LACCCMUÏATPIUR  AU  PLOMB  237 

aiirérentes  ;  Tindice  I  se  rapporte  à  une  décharge  avec  une  concen- 
"^tîon  très  élevée  (34*^  B.);  Tindice  If,  à  une  concentration  normale 


10  15 

Temps    en   heures 

FiG.  91.  —  Courbes  de  déchorge. 


(26*  B.),  et  rindice  III,  à  une  concentration  très  faible  (14^  B.).  La 


220 


1  ''0 

> 
g  200 

1».90 

M 

~~ 

^180 

""'      — 

1 

l!..!^ 



--.>__, 

1 

■o 

^ 

----..^^ 

^■"-^^ 

^^ 

Im 

^ 

\ 

^ 

'^i.M 

NlH 

^U 

r 

Déch 

arge  rapide 

à  I  >  40  Amp 

ères 

- 

0                1 

5                 3 
Ta 

0               4 

mps    en  mi 

5                6 
nutes 

0               7 

5                 9 

0 

u 

)5 

Fio.  92.  —  Courbes  de  décharge. 

%Pe  91  se  rapporte  à  Télément  déchargé  à  4  ampères,  et  la 
deuxième,  au  même  élément  déchargé  à  40  ampères.  Comme  on  le 
^oit, le  crochet  se  produit  vers   1,87  volt  pour  la  courbe  I  delà 


238  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

figure  91,  alors  qu'il  n'a  lieu  qu'au-dessous  de  1,60  volt  pour  la 
courbe  III  de  la  figure  92. 

Rn  pratique,  il  n'y  a  pas  intérêt  à  descendre  au-dessous  du  cro- 
chet pour  différentes  raisons  :  d'abord  la  capacité  recueillie  après 
lui  est  très  faible  par  rapport  à  la  capacité  totale  ;  d'autre  part,  lors- 
qu'on pousse  les  décharges  trop  loin,  c'est  au  détriment  de  la  durée  ; 
enfin,  comme  on  doit  maintenir  dans  les  circuits  d'utilisation  une 
tension  sensiblement  constante,  on  devrait,  dans  le  cas  de  décharges 
très  poussées,  augmenter  considérablement  vers  la  fin  le  nombre 
des  éléments  en  tension,  ce  qui  augmenterait  les  frais  d'installation 
et  d'entretien  dans  des  proportions  que  ne  compenserait  pas  Taug- 
mentation  de  capacité,  les  derniers  éléments  étant  d'ailleurs  très 
mal  utilisés. 

Pour  ces  différentes  raisons,  on  ne  doit  jamais,  en  pratique,  dépas- 
ser le  crochet  de  la  courbe,  et  on  appelle  «  capacité  totale  utilisable  » 
celle  obtenue  jusqu'en  ce  point.  Dans  ces  conditions,  la  baisse  de 
tension  entre  le  début  et  la  fin  de  la  décharge  atteint  environ  10  0/0, 
en  mettant  à  part  la  période  instable  du  début,  que  l'on  appelle  le 
coup  de  fouet. 

Sur  Tutilisation  de  la  matière  active.  —  S'il  était  possible  d'enga- 
ger dans  les  réactions  chimiques  de  la  décharge  toute  la  matière 
active  des  plaques,  c'est-à-dire  de  transformer  tout  le  Pb  spongieux 
de  la  négative  en  sulfate  de  plomb  et  tout  le  PbO*  de  la  positive  en 
sulfate  de  plomb  (avec  ou  sans  une  petite  quantité  d'oxyde  inférieur), 
il  suffirait  théoriquement  de  3^^86  de  Pb  spongieux  et  de  4«%46  de 
PbO'^  pour  obtenir  une  capacité  de  1  ampère-heure.  D'autre  part, 
la  consommation  de  H'^SO*  serait  au  maximum,  en  admettant  la 
double  sulfatation  complète,  3«^%66  H'^SO*  par  ampère-heure. 

En  pratique,  quand  une  décharge  est  terminée  et  qu'on  se  trouve 
au  crochet  de  la  courbe,  on  constate  que  la  plus  grande  partie  du 
peroxyde  et  du  plomb  sporig;iiîux  est  restée  inutilisée  et  que  l'élec- 
trolyte  renferme  encore  une  très  forte  proportion  d'acide  sulfurique. 

Si  la  capacité  est  limitée  malgré  cette  abondance  de  matières 
actives,  c'est  que,  comme  nous  l'avons  vu  dans  le  précédent  chapitre, 
l'acide  sulfurique,  quoiqu'en  excès  dans  le  liquide  extérieur,  est 
bientôt  en  défaut  à  l'intérieur  des  pores  de  la  matière  active.  Kn 
effet,  la  consommation  de  H'SO' est  sensiblement  proportionnelle  au 
nombre  d'ampères-heures  débités,  tandis  que  la  diffusion  ou  les 
courants  de  concentration  amènent  à  l'intérieur  des  pores  une  qua  n- 


CAPACITÉ  I)K  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMH  239 

tité  de  H^SO'  qui  va  sans  cesse  en  diminuant  lorsque  les  lignes  de 
courant  pénètrent  plus  profondément  dans  la  matière  active,  pendant 
que,  d'autre  part,  la  section  des  pores  devient  déplus  en  plus  petite, 
la  formation  de  sulfate  augmentant  le  volume  des  matières  actives. 
On  sait  que  la  loi  de  Fick  indique,  pour  la  quantité  d*acide  diffusé, 
une  valeur  proportionnelle  à  la  section  des  pores  et  inversement 
proportionnelle  à  leur  longueur. 

Un  fait  qui  confirme  cette  assertion  est,  comme  on  l'a  vu,  le  réta- 
blissement de  la  force  électromotrice  pendant  le  repos  après  une 
décharge.  Or  on  trouve  dans  ces  conditions  qu'après  un  repos  pro- 
longé, rélément  est  capable  de  donner  encore  un  certain  nombre 
d'ampères-heures,  quelquefois  assez  élevé. 

On  peut  en  conclure  que  le  «  coefficient  d'utilisation»  delà  matière 
active  déQni  par  le  rapport  entre  le  poids  de  la  matière  réellement 
engagée  dans  les  réactions  pour  une  décharge  (jusqu*au  crochet)  et 
le  poids  total  de  celle-ci,  est  toujours  très  inférieur  à  i  en  pratique. 

Dans  des  expériences  que  nous  avons  effectuées  en  vue  de  la  déter- 
mination de  ce  coefficient,  nous  n'avons  jamais  pu  dépasser  la  valeur 
0,60  ' ,  encore  fallait-il  se  placer  dans  des  conditions  exceptionnelles  : 
décharges  excessivement  lentes,  très  faible  épaisseur  de  matière 
active,  concentration  élevée  d'acide  sulfurique,  etc.  Des  plaques  à 
grilles   empâtées,  donnant   les  plus  grandes  capacités  spécifiques 

11.  Comme  il  faut  théoriquement  3»%86  Pb  et  4«',i6  PbO*  par  ampère-heure,  il 
faudra  compter  en  pratique,  dans  les  meilleures  conditions, 

3^^  +  4.46 

0,60         -  "   '^^ 

environ  de  matière  active  par  ampère-heure.  Si  on  considère,  d'autre  part,  que  la 
masse  du  support  entre  au  moins  pour  35  0/0  dans  la  masse  totale  de  la  plaque, 
on  trouve  un  minimum  de 

13  86 

--~-  r=  21»',32  de  plaques  par  ampèrc-hvure. 

et  par  suite  une  capacité  massique  maxima  de  : 

ft-  „Q  =  46,9  ampérea-hcurps  par  kilogramme  de  plaques. 

Le  rapport  entre  la  masse  d'un  élément  (plaques,  électrolyte,  bac  et  autres 
accessoires)  étant  égal  à  1,5  en  moyenne,  il  faudra  au  minimum  : 

21,32  .  1,5  =  32  grammes  d'élémeut  par  ampère-heure, 

et  on  obtiendra  comme  capacité  massique  maxima  : 

^  -rr-  =  31,2  ampéres-henres  par  kilogramme  d'élérarril, 

et  comme  énergie  massique  maxima  : 

31,2.2  =  62,4  waUs-heures  par  kilogramme  d'élvmenl. 


^M^ 


240  LES  ACCrML'LATEURS  ELECTRIQCKS 

actuellement  connues,  oITraient  à  un  régime  normal  (sept  heures 
environ)  un  coefficient  d'utilisation  égal  à  0,35. 

Avec  des  plaques  positives  d'un  type  à  au^ets  empâtés,  on  obte- 
nait un  coefficient  variable  de  0,34  à  0,21  pour  des  régimes  de  dé- 
charge compris  entre  dix  heures  et  une  heure.  L'épaisseur  de  ma- 
tière active  ne  dépassait  pas  ici  3  millimètres. 

Des  plaques  d'un  type  à  pastilles,  dont  Fépaisseur  de  matière 
active  atteignait  8  millimètres,  montraient  un  coefficient  d'utilisation 
variable  entre  0,33  et  0,11  pour  des  régimes  de  décharge  de  quinze 
heures  à  une  heure. 

Il  convient  de  remarquer  qu'en  outre  des  difficultés  de  la  diffusion^ 
il  y  a  lieu  d'ajouter,  comme  causes  de  faible  utilisation  de  la  matière 
active,  l'augmentation  de  la  résistance  intérieure,  qui  croît  très  vite 
quand  la  proportion  de  sulfate  de  plomb  atteint  50  0/0,  et  aussi, 
comme  l'a  signalé  Darrieus,  la  diminution  de  la  force  électromotrice, 
qui  survient  également  vers  cette  teneur  en  sulfate. 

Quoiqu'en  pratique  la  quantité  d'acide  sulfurique  soit  toujours 
supérieure  à  la  quantité  théorique  nécessaire,  la  capacité  d'un  élé- 
ment peut  être,  dans  certaines  limites,  dépendante  de  la  quantité 
d'électrolyte.  De  celle-ci,  en  effet,  dépend  la  variation  plus  ou  moins 
grande  déconcentration  de  l'électrolyte,  et  par  suite  aussi  la  diffusion 
de  l'acide,  proportionnelle  à  la  différence  de  concentration  entre 
l'acide  extérieur  et  l'acide  des  pores  de  la  matière  active. 

Harry  Wehrlin  ^  a  déterminé  cette  influence  de  la  quantité  d'acide 
sur  un  élément  de  traction  (type  Wûste  et  Rupprecht).  L'ensemble 
des  plaques  de  cet  élément  pouvait  être  introduit  d^ns  deux  récipients 
de  grandeur  différente,  le  premier  pouvant  renfermer  1.170  centi- 
mètres cubes  d'acide  sulfurique  et  le  second  2.000  centimètres  cubes. 
La  concentration  employée  ici  était  27°  B.,  fin  charge. 

Dans  chacun  des  cas,  on  mesurait  les  capacités  aux  différents  ré- 
gimes de  décharge.  fiCS  résultats  de  ces  expériences  sont  exprimés 
dans  la  figure  93. 

Les  courbes  a  et  b  indiquent  la  variation  de  capacité  avec  la  durée 
de  la  décharge,  dans  le  premier  et  le  deuxième  cas.  Les  courbes  a^ 
et  b^  se  rapportent  aux  concentrations  correspondantes  de  l'acide  à 
la  fin  des  décharges. 

On  voit  clairement  que  la  capacité  est  plus  élevée  lorsqu'il  y  a  une 
plus  grande  quantité  d'acide  dans  l'élément.    Mais  les  différences 

Cenlralhlatt   f.  Accumxdatoven-  und  Elemenlenkande^  X.   II,  p.  33  et  45;  — 
i/'/Y/r/e  électrique,  t.  XXVII,  p.  221. 


CAPACFTKRE  UAGCUMULATEtR  AU  PLOMB 


241 


entre  les  deux  courbes  sont  d'autant  plus. faibles  queTintensité  dedé- 
cliarge  est  plus  grande.  L'explication  de  ce  phénomène  est  donnée 
parlallure  des  courbes  a^  et  ô|,  qui  montrent  que  les  concentrations 

i 


U  , 

^ 

êi 

5* 

ai 

7^- 

^ 

"-^ 

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I 


Tèff^  ée  ééeàÊTfft  en  heur§ê 
Fio.  93.  — Courbes  de  capacité  et  de  concentration  d'acide  à  la  fin  de  la  décharge. 

d'acide  à  la  fin  de  la  décharge  sont  beaucoup  plus  rapprochées  dans 
le  cas  de  décharges  rapides  que  dans  celui  de  décharges  lentes. 

Tarioticm  de  la  capacité  en  fonction  de  Tintensité  de  décharge.  — 
W.  PeulBBfft^  a  cherché  la  loi  qui  relie  la  capacité  et  l'intensité  de 
déehugift.  Ba  effecitté  pour  cela  des  essais  de  capacité  à  différents 
réginas-awr  nue  batterie  Correns  de  16  éléments  type  3.  Les  diffé- 
rentes décharges  étant  poussées  jusqu'à  la  même  chute  de  tension  et 
les  charges  ayant  lieu  à  l'intensité  normale,  il  trouva  les  valeurs  sui- 
vantes (tableau  70)  : 

TABLEAU    70 


INTENSITÉ 
do 

DURÉE 

r.APAr.iTÉ 

DE     LA     DÉCHARGK 

COtfRAXT  DK  DECHAROE 

en 

en 

AMI'ERES-IIEinF.R 

AMPèHRS 

HEURES 

10 

19,8 

198 

45 

9,75 

146 

18 

8,5 

153 

20 

6,5 

130 

27,2 

4,4i 

120 

30 

3,67 

110 

De  ces  résultats,  il  conclut  que  la  relation  entre  le  temps  de  décliar^a^ 
el  Vintensîté  peut  s'exprimer  par  la  formule  empirique 

I«.  f  =  Const.  (I) 


1.  ^kktrotecknische  ZeiUchrifl,  n"  20,  p.  287  ;  1891. 


16 


242 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


dans  laquelle  I  représente  le  courant  de  décharge  en  ampères  et  /  la 
durée  de  la  décharge  en  heures.  Cette  équation,  déduite  du  cas 
particulier  précédent,  fut  reconnue  générale  par  Fauteur,  la  valeur 
numérique  de  Texposant  n  variant  naturellement  avec  les  différents 
systèmes.  Pour  la  batterie  Correns  ci-dossus,  on  avait  n  =  1,47. 

On  trouvera  d'ailleurs  dans  le  tableau  71  suivant  les  valeurs  de  n 
pour  plusieurs  types  d'accumulateurs  étudiés  par  Peukert. 

TABLEAU    71 


SYSTÈME 

TYPE 

VALEUR  DE  n 

Tudor  (Accumulatoren- 

fabrik  A.-G.) 

E 

1,35 



ES 

1,48 

Pollak 

SK 

1,36 

— 

R 

1,51 

.Correns 

H 

1,72 

— 

Q 

1,54 

G.  Hagen 

A 

1,39 

— 

B 

1,39 

De  Khotinsky 

N 

1,55 

— 

X 

1,55 

Gulcher 

A 

1,38 

— 

G  etE 

1,38 

L'équation  (i)  permet  de  calculer  la  capacité  d'un  élément  pour  une 
intensité  quelconque,  quand  on  connaît  cette  capacité  pour  une  inten- 
sité déterminée.  Soient,  en  effet,  les  capacités  C  et  C^  correspondant 
aux  intensités  I  et  I|  et  aux  temps  de  décharge  t  eit^\  on  a  d'après 
Téquation  (1): 

Comme,  d'autre  part, 

G|  =  1|  .  U 


et  C  =  I  .  t, 

C,  =  C(1)         .  (2) 

F.  Loppe^  a  vérifié  également  l'exactitude  de  cette  formule  et  a. 


on  en  déduit  : 
et 


1.   Bulletin  de   V  Associât  ion  amicale  des  ingénieurs-électriciens^   Paris,  t.   III, 
p.  7;  1897. 


CAPACITÉ  DK  L'ACCUMULATEUR  AU  PI>OMB 


243 


en  outre,  dressé  le  tableau  72  qui  ea  facilite  Temploi  en  évitant  chaque 
lois  Télévation  à  des  puissances  fractionnaires.  Ce  tableau  indique 
les  rapports  des  capacités  à  la  capacité  correspondant  au  régime  de 
décharge  en  dix  heures 
pour  des  durées  variant 
de  vingt  heures  à  quinze 
minutes  et  pour  des  va- 
leur s  de  n  variant  de  1 ,  10 
à  2,00. 

Les  résultats  du  ta- 
bleau 72  ont  été  exprimés 
graphiquement  dans  la 
figure  94,  dont  les  cour- 
bes indiquent  la  varia- 
tion du  rapport  des  ca- 
pacités en  fonction  du 
temps  de  décharge  pour 
les  difTérentes  valeurs 
de  l'exposant  n. 

Le  tableau  73  donne, 
d'autre  part,  quelques 
valeurs  de  n  trouvées  par 
F.  Loppe  sur  diiïérents 
accumulateurs. 


025  2 


Durée  <k  la  (/échange  en  heures 


Pio.  94.  —  Courbes  de  variation  de  la  capacité 
avec  le  temps  de  la  décharge. 


Dolezalek  a  déterminé  théoriquement  la  courbe  de  capacité  en 
fonction  de  l'intensité,  à  l'aide  de  la  loi  de  diffusion  de  Fick. 

Si  on  appelle  c^  la  concentration  de  l'acide  extérieur,  c,  la  concen- 
tration dans  les  pores  de  la  matière  active,  s  la  section  des  pores,  et  / 
leur  longueur,  on  a  pour  la  quantité  Q  d'acide  se  diffusant  en  une 
seconde  : 


Q  = 


D  .  jt  (Cg  —  Ci) 


D  étant  le  coefficient  de  diffusion. 

D'autre  part,  la  quantité  d'acide  par  seconde  Q',  nécessitée  par  le 
courant  d'intensité  I,  s'exprime  par: 

Q'  =  k\, 
k  étant  une  constante. 

Pour  l'état  stationnaire,  on  a  Q  =  Q'  et,  par  suite, 

D  .  s  (Ce  —  a) 


k\=:' 


l 


(1) 


214 


LKS  ACCrMULATEURS  ÉLECTRIQI'KS 
TABLEAU    72 


& 

RAPPORTS   DES  CAPAOTÉS 

1 

ils 

m 

(It  capacité  correspoadant  au  régime  de  décharge  en 

10  heure!  étant  prise  comme  unit«)  1 

n  = 

«  = 

n  •=■ 

»  = 

n  = 

n  = 

n  = 

n  = 

n  = 

n  = 

-S 

1,10 

1,065 

1,20 

1,30 

1,40 

1,50 

1,60 

1,70 

1,80 

1,90 

2,00 

20 

1,122 

1,173 

1,219 

1,260 

1,297 

1,330 

1,361 

1,389 

1,414 

18 

1,056 

1,103 

1,143 

1,183 

1,216 

1,247 

1,274 

1,303 

1,321 

1,342 

16 

1,044 

1,081 

1,115 

1,144 

1,170 

1,193 

1,214 

1,232 

1,249 

1,265 

15 

1,038 

1,070 

1,098 

1,123 

1,145 

1,164 

1,182 

1,197 

1,212 

1,225 

14 

1,031 

1,053 

1,081 

1,101 

1,119 

1,135 

1,149 

1,161 

1,173 

1,183 

12 

1,017 

1,031 

1,043 

1,053 

1,063 

1,071 

1,078 

1,084 

1,090 

1,095 

10 

1,000 

1,000 

1,000 

1,000 

1,000 

1,000 

1,000 

1,000 

1,000 

1,000 

9 

0,991 

0,983 

0,976 

0,970 

0,966 

0,961 

0,958 

0,954 

0,951 

0,949 

8 

0,980 

0,963 

0,950 

0,938 

0,928 

0,920 

0,912 

0,906 

0,900 

0,894 

7 

0,968 

0,942 

0,921 

0,903 

0,888 

0,875 

0,864 

0,853 

0,845 

0,837 

6 

0,955 

0,919 

0,887 

0,864 

0,844 

0,826 

0,811 

0,797 

0,785 

0,775 

5 

0,94i 

0,892 

0,852 

0,821 

0,794 

0,771 

0,752 

0,735 

0,720 

0,707 

4 

0,920 

0,858 

0,810 

0,770 

0,737 

0,709 

0,686 

0,666 

0,648 

0,632 

3 

0,896 

0,818 

0,758 

0,709 

0,669 

0,637 

0,509 

0,586 

0,566 

0,548 

2 

0,864 

0,765 

0,678 

0,631 

0,585 

0,547 

0,515 

0,483 

0,467 

0,447 

1 

0,811 

0,681 

0,558 

0,518 

0,464 

0,422 

0,388 

0,359 

0,336 

0,316 

0,75 

0,790 

0,649 

0,550 

0,477 

0,422 

0,379 

0,344 

0,316 

0,291 

0,274 

0,50 

0,762 

0,607 

0,500 

0,425 

0,368 

0,325 

0,291 

0,264 

0,242 

0,224 

0,?5 

0,715 

0,5il 

0,427 

0,349 

0,29i 

0,251 

0,219 

0,194  0,174 

0,158 

TABLEAU    73 


TYPES  D'ACCUMULATEURS 

VALEUR  n 

Rfp^p  (A '  Dinin    constructeur) 

1,55 
1,45 
1,32 
1,58 
1,20 
1,37 
1,58 
1,25 
1,36 
1,35 
1,47 
1,40 
1,38 
1,40 
2,00 
1,26 

1,53 

1,30 

EDsteio.  tvoe  A 

_-        —     M 

—        _     S 

F&bius  Ilenrion 

Valls  et  C'«  fF   S   VJ   Industriels,  série  A 

1           —             —          Décharge  rapide,  série  B 

—             —          Grande  capacité,  série  C 

I  Giilcher.  Stationnaires 

—        TransDortables 

Mouterde,  Chavaud  et  Georce 

Pevnisson  fPautier  frères  à  Ansouléme) 

Société  française  de  l'accumulateur  Tudor 

Société  française  pour  la  pulvérisation  des  métaux. , 

Société  pour  le  travail  électrique  des  métaux 

Société  suisse  de  Marly-le-Grand  (système  Pollak)... 
Poste  Cixe,  décharge  ranide.  tvoe  R 

Société  suisse  de  Marly-le-Grand.  Types  SK  et  trans- 
portablcs 

CAPACITÉ  DE  L'ACCUMUIATEUR  AU  PLOMB 


2i:i 


Après  la  fermeture  du  circuit  de  décharge,  ce  sont*  les  couches 
extérieure^  de  la  matière  active  qui  travaillent  les  premières;  Faction 
électrolytique  pénètre  ensuite  à  l'intérieur  de  la  matière  proportion- 
nellement à  la  quantité  de  courant.  On  peut  donc  écrire  : 

lz=k'  .l.t. 

Pendant  la  déchargé,  la  section  des  pores  diminue  considérable- 
ment par  suite  de  la  transformation  de  PbO^  et  de  Pb  spongieux  en 
PbSO^.  Cette  variation  est  également  proportionnelle  à  là  quantité 
d'électricité,  de  sorte  que,  si  on  appelle  SqIgl  section  initiale,  on  a  pour 
la  section  après  le  temps  l: 

s=zSq  —  k'  ,1  .  t. 

Quant  à  la  valeur  de  c,  —  Ci,  elle  peut  être  considérée  comme  cons- 
tante. En  effet,  quel  que  soit  le  régime  de  décharge,  celle-ci  est  en 
général  terminée  lorsque  la  force  électromotrice  baisse  de  0,2  volt. 
Comme  la  force  électromotrice  ne  dépend  alors  que  de  la  baisse 
^e  concentration  dans  la    matière  active,    Cg  —  c,  possède    une 

valeur  constante. 
Eu  plaçant  ces  différentes  valeurs  dans  Téquation  (1)  ci-dessus,  il 

vient: 

"^  Gl  B  étant  desconslantes.  Si  on  appelle  C  la  capacité,  on  a  C  =  I .  i 
^'^'éçuation  devient: 

B 


C=: 


A+l 


(2) 


O'ezaJek  a  vérifié  expérimentalement  cette  loi  :  la  courbe  en  traits 


Sû 
90 

V 

Sa 


\ 

\ 

\ 

V 

K 

•**^ 

.^ 

'=^ 

^ 

..^ 

\ — / 

* 

0 

\ — ? 

1  i 

ô  'i 

s     J 

i        3 

S     -i 

y    M 

F»r. 


-9r.. 


Ampères 

;  pratiaui 
avecilntensité  de  décharge. 

V^       ^e  \^  ligure  95  représente  la  variation  observée  de  la  capacité 


Courbes  théorique  et  pratiaue  de  la  variation  <le  la  capacité 
Je  *    " 


246  LP:S  ACCUMULATErRS  ÉLECTRIQUES 

en  fonction  de  Tintensilé  pour  un  accumulateur,  et  la  courbe  en  traits 
pointillés  la  variation  calculée  à  Taide  de  Téquation  (2),  dans  laquelle 
on  a  fait  : 

A  =  28,9        et  B  =  2632. 

On  voit  que  les  deux  courbes  sont  très  voisines  aux  faibles  inten- 
sités et  s'écartent  aux  intensités  plus  élevées.  C'est  qu'en  effet  la  loi 
de  Fick  n'est  applicable  que  pour  les  faibles  différences  de  con- 
centration, condition  qui  n'est  pas  atteinte  avec  les  régimes  élevés 
de  décharge;  pour  ceux-ci,  l'équation  {i)  n'est  donc  plus  valable. 

liiebenow  *  a  trouvé  comme  formule  empirique  pour  les  intensités 
faibles  : 

M 


C== 


i  +al 


dans  laquelle  C  est  la  capacité,  I  l'intensité  et  M  et  a  des  constantes. 
Cette  équation  est  identique  à  celle  (2)  déterminée  par  Dolezalek. 
Comme  formule  empirique  générale,  Liebenow  ^  a  donné  : 


c  =  -^, 


«  (3) 


A' et  a  étant  des  constantes. 

Ces  équations  n'étant  valables  que  pour  les  décharges  à  intensité 
constante,  ce  dernier  auteur  a  traité  théoriquement  le  cas  de  décharges 
à  intensité  variable. 

Si  on  appelle  Ct  la  quantité  d'électricité  qu'on  peut  encore  tirer 
d'un  accumulateur  qui  a  déjà  déchargé  quelque  temps  à  l'intensité  i\ 
on  peut  écrire  : 

C/  :=  Gmax  —     /    idt   —     /    rfc*, 
t/    0  t/    0 

Cmax  étant  la  capacité  maxima  qu'on  peut  obtenir  avec  une   inten- 
sité très  faible,    I    idt  étant  la  quantité  d'électricité   prise  après  le 

temps  t,  et   /  dct  représentant  la  capacité  latente  de  l'accumulateur. 

Cette  dernière  quantité  dct,  dont  la  valeur  s'annule  pour  les  faibles 
régimes,  dépend  du  temps  dt  pendant  lequel  le  courant  i  a  agi  ;  elle 

1.  Zeitschrift  /*.  Eleklrochemie,  t.  III,  p.  71  ;  1896. 

2.  /</.,  t.  IV,  p.  58  ;  1897. 


CAPACITÉ  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  247 

est  de  plus  fonction  f  (i)  de  Tintensité  et  f  (0)  du  temps  0  écoulé 
depuis  le  commencement  de  la  décharge.  On  peut  ainsi  écrire  : 

dct  =  <f{i)  .fWdt 
et 


Q  =  Couu  -  fj^i  +  ç  (i) .  r(e)]  dL 


(4) 


Pour  déterminer  les  fonctions  <p  (i)  et  /"(O),  on  peut  utiliser  Téqua- 
lion  empirique  (3)  ci-dessus.  Dans  ce  cas,  on  a  évidemment  : 

C«  =  o,         ^  =  9         et         i  et  9  (i)  =  Const., 

puisqu'on  a  affaire  ici  à  une  décharge  complète  à  intensité  constante. 
^  équation  précédente  devient  alors  : 

0  =  G».,  —  it  —  ç  (i)  ffWdtj 
ou  eucore  : 

En  identifiant  avec  Téquation  (3),  il  vient  : 

^jrf{t)dt  =  a  .  f-«'\ 

^1  on  place  ^-^  =  k,  on  trouve  alors  : 

fnt)dt  =  lto.\ 
^'^Ho  par  différentiatipn  et  en  faisant  /  =  6  : 


2A-  V8 


|i.       ^^l^stituant  les  valeurs  de  <p  (e)  et  de  f(b)  ainsi  obtenues  dans 
^^ïi  (4),  on  obtient  finalement  : 


/.('+i^)"'' 


Cr  =  C„„-    /  (l+-^Urf<,  (5) 


H8 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


dont  les  constantes  se  tirent  de  Téquation  (4)  pour  les  décharges  à 
intensité  constante,  [^'intégration  s'effectue  quand  on  connaît  i  en 
fonction  de  t^  ce  qui  est  rare  ;  en  pratique,  on  décompose  la  décharge 
en  un  grand  nombre  de  décharges  unitaires.  Si  on  veut  se  servir  de 
cette  équation  pour  la  détermination  de  la  grandeur  d'un  élément 
pour  un  débit  donné,  on  mesurera  d'abord  les  constantes  C'n,«et  a' 
pour  une  surface  de  plaque  de  1  décimètre  carré.  Si  la  surface  cher- 
chée est  de  n  décimètres  carrés,  Cmu  devient  nfois  plus  grand,  eia  n 
fois  plus  petit,  de  sorte  qu'on  a  pour  une  décharge  complète,  pour 
laquelle  C^  =  o, 


= nc  ™..  -  r  uit-^f  /  4 


dt. 


D'après  les  données,  on  calcule  : 


et 


et  il  vient  alors  : 


/. 


idt  =  B, 


îli-=- 


"=2Â  + 


\/b^W' 


en  faisant  également  Cma»  =  A. 
Cette  équation  permet  de  calculer  la  surface  n  de  plaque  à  adopter. 
Afin  de  rechercher  la  loi  qui  relie  la  capacité  et  l'intensité   de 
décharge,  S. -A.  Montel*  considère  un  pore  de 
la    matière   active,  ayant  la  forme  cylindrique 
représentée  en  coupe  par  ABCD  {fig.  96).  Pen- 
dant la  décharge,  la  sulfatation  de  la  matière 
active  provoque  une  diminution  de  volume  de  ce 
pore  dont  les  limites  deviennent  MpC  et  D^N. 
Les  points  M  et  N  se  rapprochent  de  plus  en  plus, 
et  il  arrive  un  moment  où  la   diffusion  devient 
presque  impossible,  et  la  capacité  est  limitée  par 
manque  d'acide  à  l'intérieur  de  la  matière. 
On  peut  admettre  que  la  surface  totale  des  pores  est  beaucoup 
plus  grande  que  la  surface  extérieure  de  la  plaque,  et  que  cette  der- 
nière peut  être  négligée  devant  la  première. 

1.  Centralblatt  f.  Accumulatoren  und  Elementenkunde,  t.  II,  p.  233;  !•'  sep- 
tembre 1901;  -  Eclairage  électrique,  t.  XXIX,  p.  403. 


Fio.  96.  — Pore  dans 
la  matière  active. 


CAPACITÉ  DE  L'ACCrMUI^\TEUR  AU  PLOMB  249 

Dans  ces  conditions,  si  on  pose  : 

Ap  =  A,        AM  =  n,        AO  =  a        et        MO  =  x, 

là  variation  de  volume  v  que  subissent  les  pores,  pendant  le  temps  t 
depuis  le  commencement  de  la  décharge,   peut  s'exprimer  par 

v  =  Kit,  (\) 

'  étant  rintensité,  ou  bien  encore  par  : 

V  =  Kc,  (2) 

SI  on     rapporte  le  temps  t  à  Tépuisement  de  la  plaque,   et  qu'on 
appelle  c  la  capacité  que  fournit  la  quantité  de  matière  active  qui 
entoure  les  pores  considérés. 
rour  rechercher  la  fonction 

h  =  f{t),  (3) 

û  après  laquelle  Faction  chimique  pénètre  à  l'intérieur^  on  peut 
supposer  que  le  point  M  se  meut  sur  la  lig^e  droite  OA  d'après 
^  na^nne  loi.  Il  est  évident,  en  effet,  que,  au  fur  et  à  mesure 
^6  le  point  M  s'éloigne  de  A,  la  vitesse  de  son  mouvement  diminue, 
pwce  que  le  sulfate  de  plomb  déjà  formé  autour  de  l'ouverture  des 
porea^  rend  plus  difficile  la  formation  de  nouveau  sulfate,  le  contact 
®nlre  1^  acide  et  le  peroxyde  étant  ainsi  contrarié. 

"lais,  simultanément,  les  mêmes  difficultés  se  présentent  pour  la 
pénétration  de  Tacide  vers  l'intérieur,  car,  la  section  des  pores  deve- 
i^ant  de  plus  en  plus  petite,  la  diffusion  de  l'acide  devient  de  moins 
en  Qc^oins  active.  On  est  donc  en  droit  de  supposer  qu'une  même  loi 
wlie  les  deux  phénomènes. 

En  appelant  p  l'angle  AjîM,  on  a  : 

.       n 
tang  ?  =  - 

<^>^Br  suite, 

n  =  tang?nO;  (4) 

ar=  a- langer (0.  (5) 

^  '^mplaçant  Ki  par  la  constante  K',  il  vient  alors  : 

V  —  K'r.  (6) 


'^■"^y^- 

•^-r 


250 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


D'autre  part,  la  variation  du  volume  v  est  donnée  géométrique- 
ment et  est  égale  à  : 


V  =  hna^  —  -  {jzà^  +  KX^  -h  ^-ahzx^)- 


0) 


Les  pores  ont  été  jusqu'ici  considérés  comme  illimités  dans  le  sens 
de  la  longueur.  En  réalité,  il  y  a  lieu  de  considérer  la  surface  termi- 
nale intérieure  CD  [fig.  97).  En  fait,  quand  Fac- 
tion chimique  arrive  en  CD',  la  situation  est  la 
même  que  lorsqu'elle  a  lieu  sur  Cp.  Comme 
CD'  <  Cp,  Tacide  parvient  plus  rapidement  en 
D'  qu'en  p.  Il  en  résulte  que  tang  p  aurait  ainsi 
tendance  à  diminuer;  mais,  en  réalité,  cette  action 
devient  très  petite,  car  elle  se  produit  au  moment 
de  Tépuisement  de  la  plaque. 

Tang  p  varie  aussi  avec  la  densité  du  courant  de  décharge. 

En  appliquant  les  formules  ci-dessus  dans  le  cas  d'une  décharge 
complète  pour  laquelle  a?  =:  o,  on  obtient  : 


FiQ.97.  — Pore  dans 
la  matière  active. 


2       1 
3  tang  p 


(8) 


Si  la  densité  de  courant  augmente,  tang  p  doit  croître  aussi. 

Dans  ce  cas,  la  différence  de  concentration  entre  l'acide  à  l'entrée 
des  pores  et  l'acide  à  l'intérieur  augmente,  et  il  se  forme  une  quan- 
tité de  sulfate  proportionnellement  plus  grande  à  l'entrée  des  pores. 

Dans  le  cas  de  faibles  intensités  de  décharge,  tang  p  possède  déjà 
une  valeur  relativement  élevée,  parce  que  l'action  chimique  a  lieu 
pendant  la  plus  grande  partie  du  temps,  seulement  à  l'entrée  des 
pores. 

Si  on  appelle  S  la  valeur  que  possède  tang  p  lorsque  la  formation 
de  sulfate  commence  à  varier  avec  le  courant  de  décharge  et  F  (t) 
une  fonction  de  i,  on  a  : 


tang  p  —  S  =  F(î). 


w 


Le  nombre  total  de  pores  étant  égal  à  N,  la  variation  du  volume 
total  V  et  la  capsTcité  totale  C  deviennent  égaux  à  : 


V=:Nl' 


et 


C  =  Nc. 


i 


CAPACITÉ  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  251 

Par  suite  : 

1^  (10) 

~S+F(i)' 
et 

~S  +  F(i)' 
00  encore,  R  étant  une  constante, 


formule  qui  donne  la  variation  de  capacité  d'une  plaque  positive  ou 
flég-ati^e  en  fonction  de  l'intensité,  de  telle  sorte  que  la  variation  de 
^f>acîté  d'un  accumulateur,  en  fonction  de  l'intensité  du  courant  de 
feharge,  peut  s'exprimer  par  : 

Q  +  ?(I) 
^ee  Q^  étant  des  constantes  et  <p  (I)  une  fonction  de  l'intensité   1  de 

^»    Taisant 

tang  ?  =  Q  +  81,  (i4) 

^®*^*^t:  une  consUnte,  on  a  d'après  (13)  : 
^  ^^»  peut  écrire  : 

^  =  rf7.-  (*•') 

\  >*  X  étant  des  constantes. 

Qvi  retrouve  ainsi  la  formule  empirique  donnée  par  Liebenow  pour 
les  faibles  densités  de  courant  de  décharge.  Quand  on  a  affaire  à  de 
fortes  intensités  de  courant,  tang  p  devient  très  grand  et  l'ouverture 
des  pores  est  obstruée  par  la  couche  de  sulfate  AœO,  OBy  {fig.  96), 
qui  s'oppose  à  la  diffusion,  et  la  formule  (14)  n'est  plus  valable. 
On  a  vu  que  Liebenow  donne  alors  dans  ce  cas  la  formule  empi- 
rique 

dans  laquelle  A  et  B  sont  des  constantes  et  t  le  temps  de  décliarge. 
On  reconnaît  facilement  que,  par  l'augmentation  de  la  densité  de 

courant,—  de  (17)  croît  plus  lentement  que  I  de  (16),  ce  qui  s'ac- 


252 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


corde  pleinement  avec  les  observations  ci-dessus  relatives  à  la  for- 
mule (14). 

Bien  entendu,  ces  différentes  équations  (16)  et  (17)  ne  sont  valables 
que  pour  les  intensités  de  décharge  constante. 

Influence  de  répaisseur  delà  matière  active  sur  la  capacité.  —  Nous 
avons  déterminé  expérimentalement  la  variation  de  la  capacité  en 
fonction  de  l'épaisseur  de  matière  active.  A  cet  eiïét,  des  plaques  à 
grille  d'épaisseurs  différentes,  mais  de  même  forme  et  possédant  la 
même  surface  active,  étaient  empâtées,  puie  formées  en  positives  et 
essayées  dans  les  mêmes  conditions;  on  déterminait  ensuite  pour 
chacune  d'elles  la  courbe  de  variation  de  la  capacité  en  fonctioa  de 
rintensité  au  début  du  fonctionnement,  en  prenant  la  moyenne  d'un 
cycle  complet  d'intensité.  Les  courbes  obtenues  satisfaisaient  d^ail- 
leurs  à  la  formule  de  Peukert,  et  pouvaient  être  représentées  par  les 
équations  : 

I''»*.  t  zn  63,3  pour  répaisseur  1 1,0  mm. 
IM«.r  =  51,5  —  7,3    — 

3,8    — 


les  plaques  ayant  une  surface  totale  active  d'environ  4<*"*,3  (surface 
de  contact  de  la  matière  active,  avec  l'électrolyte  sur  les  deux 
faces). 

La  concordance  était  satisfaisante  pour  des  limites  assez  étendues 
de  l'intensité,  ainsi  qu'on  le  constate  d'après  le  tableau  7i. 

TABLEAU   74 


ÉPAISSEUR  DE  LA 

MATIÈRE  ACTIVE 

INTENSITE 

DU    COURAMT    DE 

11,0 

mm. 

7.3 

mm. 

3.8 

mm. 

décharge  en  ampères 

CAPACITÉ 

CAPACITÉ 

CAPACITÉ 

CAPACITÉ 

CAPACITÉ 

CAPACITÉ 

OBSinVÉE 

C  A  L  ce  L  É  B 

OBSERVÉE 

G  A  LCl-  LÊB 

0B8BBTÉB 

calcclAb 

2 

48,5 

48,6 

38,4 

39,6 

3i,0 

31,1 

5 

35,2 

34,3 

27,5 

27,9 

22,6 

22,0 

8 

29,0 

28,7 

23,0 

23,4 

17,9 

18,4 

CAPACITÉ  DK  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


253 


11  est  intéressant  de  remarquer  que,  dans  les  trois  cas,  la  valeur  4e 
l'exposant  n  est  constante. 

En  exprimant,  d'après  ces  expériences,  la  variation  de  la  capacité 
supfacique  en  fonction  de  Tépaisseur  de  matière  active,  on  trouve 
pour   les    différentes 
densités    de    courant 
fcs  courbes  de  la   fi- 
gure 98,  qui  peuvent 
^<i*e  considérées  dans 
'eslîmitesd*épaisseurs 
choisies    ici     comme 
^l«nt  sensiblement  des 
«'roîtes,  dont  le  coef- 
fent  angulaire  dimi- 
^^^    lorsque    croît  la 
^Jeusité  de  courant,  ce 
Jl"i    signifie  que,  plus 
"^^©11  site  de  décharge 
^t  élevée,  et  moins  on 
^^g'ne,    au    point    de 
^®   <lo  la  capacité,  à 
"  ^K^dre  des  épaisseurs 
^^^s^ntes  de  matière 
^^live.      L'explication 
^st.  assez    simple. 


^s( 


01       23456789       10 
Epaisseur  de  la  matière  active, en  millimètres 

Fio.  98.  —  Courbes  de  variation  de  la  capacité  de 
plaques  positives  en  fonction  de  l'épaisseur  de  la 
matière  active, 
^^'on  sait  que  la 
j^^^ciité  est  limitée,  dans  ces  différents  cas,  par  le  défaut  d'acide 
^_,   ^    I^s  couches  profondes  de  la  matière.  Dans  ces  conditions,  il 
^^îdent  que  la   diffusion  jouant  un  plus  grand   rôle   dans  les 
^^^ges  lentes,  Vaugmentation  de  capacité  en  fonction  de  Fépais- 
^xyt   se  fera  plus  rapide  que  dans  le  cas  des  décharges  à  intensité 
élevée.. 

Nous  avons  représenté  en  pointillé,  pour  les  deux  courbes  extrêmes, 
Vallare  probable  de  la  partie  correspondante  aux  épaisseurs  très 
faibles  de  matière  active,  épaisseurs  qu'il  devient  très  difficile  de 
déterminer  exactement. 

Il  convient  d'ailleurs^  de  remarquer  que  les  épaisseurs  portées  ici 
étant  celles  des  plaques  qui  ne  possèdent  pas  d'àme,  en  réalité 
ïépaisseur  de  matière  active  qui  travaille  n*est  que  moitié  de  celle 
indiquée.  Ceci  est  important  pour  la  comparaison  avec  des  plaques 


234 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


genre  Planté,  dont  la  matière  active  ne  travaille  que  d'un  côté,  Tautre 
étant  en  contact  avec  le  plomb. 

L'allure  des  courbes  ci-dessus  montre  qu'entre  les  épaisseurs 
expérimentées  ici  la  variation  de  la  capacité  Q  en  fonction  de 
1%  paisseur  e  en  millimètres  peut  se  représenter  empiriquement  par 
la  formule  : 

Q  =  a  +  6  (e  —  3,5). 

Nous  avons  calculé  la  valeur  de  ces  deux  constantes  a  et  6  pour 
chacune  des  densités  de  courant  employées,  et  nous  avons  recherché 
la  loi  de  variation  de  ces  valeurs  en  fonction  de  la  densité  du  cou- 
rant d.  Entre  les  densités  de  courant  0,5  et  2,5  ampères  par 
décimètre  carré,  on  trouve  ainsi  qu'on  peut  exprimer  a  çX  h  par  les 

équations  : 

rf«  .  a  =  C, 
rf"  .  6  =  C, 

Cl   et  C  étant  des    constantes,  et  n  un  exposant  ayant  la  même 
valeur  dans  les  deux  cas. 

Ces  trois  équations  permettent  ainsi  d'exprimer  la  valeur  de  la 
capacité  en  fonction  des  deux  variables  :  épaisseur  de  matière 
active  e,  et  densité  de  courant  d.  On  obtient  alors  ici  : 


3,71  +  0,438e 


Q  exprimant  la  capacité  surfacique  en  ampères-heures  par  décimètre 
carré  de  surface  totale  active,  e  étant  exprimé  en  millimètres  et  d 
en  ampères  par  décimètre  carré  de  surface  totale  active. 

Cette  formule  empirique  n'est  valable  que  dans  les  limites  ci-des- 
sus indiquées.  Elle  n'est  évidemment  pas  générale  et  se  rapporte  à 
Tempâtage  spécial  étudié,  ainsi  qu'à  la  densité  d'acide  adoptée  (1,25 
dans  ce  cas). 

Si,  au  lieu  de  prendre  la  capacité  initiale  des  plaques  positives 
étudiées  ici,  on  considère  leur  capacité  maxima  obtenue  après  un 
iiumbre  de  décharges  variable  avec  l'épaisseur,  on  trouve  que  la 
droite  représentative  de  la  capacité  en  fonction  de  l'épaisseur  de 
maliére  active  s'infléchit  vers  l'axe  des  ^',  à  partir  de  l'épaisseur  7  à 
8  millimètres  (rappelons  que  cela  correspond  à  3,5  à  4  millimètres 
d  épaisseur  sous  laquelle  travaille  la  matière  active). 


CAPACITÉ  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


255 


Une  formule  empirique  différente  de  la  formule  ci-dessus  a  été 
donnée  par  Liebenow.  D'après  cet  auteur,  on  aurait  pour  la  capa- 
cité Q: 

A   et   a  étant  des  constantes,  I  l'intensité  de  courant,  et  e  Tépais- 
^eur  de  la  plaque. 
Des  essais  entrepris  sur  des  négatives  du  même  type   que  les 
positives  qui  viennent        ,3 
d'être     étudiées     ont 
donné     les    résultats 
^^ppitnés  parles  cour- 
bes de  la  figure  99. 

On    trouve   ici  que 

^    capacité,  pour  les 

"■agîmes    lents, .  croît 

beaucoup  plus  rapide- 

ïHent    avec  l'épaisseur 

^®  n^^tière  active  que 

ans     le  cas  des  posi- 

*^^s  ;      aux    régimes 

^pides,    la    capacité 

^**''»     *au     contraire, 

^lïis  vile  en  fonction 

II 


paisseur. 
convient  de   re- 


a 

/ 

/ 

/ 

h 

y 

/ 

/ 

/, 

/ 

e 

>  12 

/ 

/ 

/ 

s 

/ 

/ 

j 

/' 

|io 

0 

/ 

4 

•1   9 

/ 

/ 

/ 

-- 

■0 
"e    8 

/ 

/y 

/. 

^ 

e 

"O 

Î3    7 

^y 

y^ 

^/ 

/ 

^ 

^ 

fy, 

(/ 

y 

r 

Z 

Xi      ^ 

ïi 

^ 

ea. 
E 
«c    4 

r 

^ 

9- 

-— 

. ^ 

0.23 

3  An 

ip.:dl 

n< 

9 

0,46 
0.93 
1.39 
1.86 
2.32 
3.49 

8 
3 

^'^rq^er  que  ces  va- 

eurs    se  rapportent  à 

*  ^^pacité  initiale,  la 
^Paoîté     des     néga- 

^^a  baissant,  comme 

^  le    verra  plus  loin, 

P^^^a^nt    le  fonction- 

^^^Til,  et  cette  baisse 

teisant     d'autant 

^     ^  (Rapidement  que  l'épaisseur  de  la  matière  active  est  plus  faible. 

^^^ftnenoe  de  la  porosité  de  la  matière  active  sur  la  capacité.  —  La 

" .     ^^îté  de  la  matière  active  exerce  une  grande  influence  sur  la  capa- 

^>  poisqu'en  effet  c'est  d'elle  que  dépend  la  section  plus  ou  moins 


01       234       56789       10     11 
Epaisseur  de  laroatiére  active  .en  millimètres 

FiG.  99.  —  Courbes  de  variation  de  la  capacité  de 
plaques  négatives  en  fonction  de  l'épaisseur  de  la 
matière  active. 


256 


LES  ACCUMUIATEURS  ÉLECTRIQUES 


grande  offerte  par  les  pores  et,  par  suite,  la  diffusion  plus  ou  moins 
active  et  Tutilisation  plus  ou  moins  profonde  de  la  matière. 

En  laissant  de  côté  les  plaques  à  formation  autogène,  et  dont  la 
matière  active  est  constituée  électrolytiquement  ou  électrochimique- 
ment  aux  dépens  du  plomb  du  support,  on  peut  déterminer,  pour  les 
plaques  qui  se  composent  d'un  support  quelconque  empÀté  de  matière 
active,  quelles  conditions  on  doit  réaliser  pour  obtenir  la  plus  grande 
porosité  possible. 

On  peut  appeler  densité  apparente  de  la  matière  active  le  rapport 
de  la  masse  de  Pb  ou  de  PbO^  (selon  qu'on  envisage  la  négative  ou 
la  positive)  au  volume  total  occupé. 

J. a  porosité  pourra  alors  être  exprimée  parle  rapport  entre  la  den- 
sité réelle  et  la  densité  apparente. 

La  densité  apparente  du  plomb  spongieux  ou  du  peroxyde  résul- 
tant d'un  empâtage  déterminé  doit  dépendre  évidemment: 

P  De  la  densité  apparente  du  sel  ou  de  Toxyde  de  plomb  employé  ; 

i*"  Du  rapport  entre  la  masse  moléculaire  du  plomb  spongieux  ou 
du  peroxyde  et  celle  du  sel  ou  de  Toxyde  de  plomb  employé  ; 

3**  De  Taddition  de  substance  étrangère  soluble  ou  volatile.  Dans 
ce  dernier  cas,  laugmentation  de  la  porosité  est  évidente. 

Pour  étudier  les  deux  premiers  cas,  il  est  intéressant  de  comparer  les 
densités  des  différents  oxydes  et  sels  de  plomb  employés  ordinai- 
rement. 

Dans  le  tableau  75,  nous  avons  réuni  quelques-unes  de  ces  valeurs 
qui  se  rapportent  aux  densités  réelles. 

TABLEAU    75 


SUBSTANCES 

DENSITÉS 

Plomb   mélalliaue 

ii,4 
8,9 
9,3 
9,4 
1,0 
6,2 
5,7 

Minium 

Litharffe 

Peroxvde  anh vdre 

—         hydraté 

Sulfate  dp  nlomb 

Chlorure  de  plomb,  fondu 

Quand  il  s'agit  de  substances  pulvérisées,  comme  le  minium  ou 
la  litharge  employés  ordinairement,  la  densité  apparente,  obtenue 
iii  tassant  à  la  main  la  matière  dans  un  volume  déterminé,  est  beau- 


\ 


À 


CAPACITÉ  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


257 


coup  plus  faible  qae  la  densité  réelle  et  peut  varier  diaprés  le  degré 
de  blutage.  Elle  est  en  général  de  4  à  4,5,  le  minium  étant  presque 
toujours  un  peu  plus  léger.  11  est  évident  que  la  matière  active  sera 
d'autant  plus  poreuse  que  la  substance  employée  aura  une  densité 
apparente  moindre. 

La  porosité  dépendra  en  outre  du  rapport  entre  la  masse  de  Toxyde 
oa  du  sel  de  plomb  empâté  et  la  masse  du  Pb  ou  du  PbO'  corres- 
pondant. Le  rapport  entre  la  masse  moléculaire  des  différents  sels 
et  oxydes  de  plomb  et  celui  du  plomb  sera  donc  intéressant  à  ce  point 
de  vue.  Nous  avons  résumé  ces  valeurs  dans  le  tableau  76. 

TABLEAU    76 


SUBSTANCES 

FORMULES 

■ASSIS  MLlCHLilRIS 

umiT  m  lisszs  mtcuuius 

pour  1  Pb 

Plomb  métallique.. 
Minium 

Pb 

Pb30A  ^^i 

PbO 

PbOa- 

PbSO* 

PbCl* 

207' 
3.228 
223 
239 
303 
278 

1,00 
1,10 
^,08 
1,15 
1,46 
1,34 

Lilharge 

Peroxyde,. 

Sulfate  de  plomb.. 
Chlorure  de  plomb. 

On  peut  conclure  de  ce  tableau  que,  de  toutes  les  substances  ordi- 
nairement employées,  c'est  le  sulfate  de  plomb  qui  donne  la  plus 
grande  porosité;  vient  ensuite  le  chlorure,  puis  les  oxydes  dans 
Vordre  décroissant  d'oxydation. 

Bans  les  empâtages  d'oxydes  et  d'acide  sulfurique,  on  aura  donc 
intérêt,  au  point  de  vue  de  la  capacité,  à  partir  d'un  oxyde  aussi  élevé 
<iue  possible  et  à  former  le  plus  possible  de  sulfate  de  plomb. 

Nous  avons  vérifié  ce  fait  en  déterminant  la  capacité  d'un  quadril- 
le différemment  empâté.  Le  tableau  77  exprime  les  résultats  obte- 
nus, les  plaques  étant,  dans  les  différents  cas,  déchargées  à  la  même 
intensité,  avec  la  même  concentration  d'acide. 

On  y  voit  que,  pour  un  empâtage  donné,  la  capacité  initiale  de  la 
plaque  croît  avec  la  proportion  de  sulfate,  et  que,  pour  une  même 
proportion  de  sulfate,  la  capacité  est  supérieure  quand  on  choisit  un 
oxyde  plus  élevé. 


l-  Nous  admettons  cette  formule  théorique,  quoique  les  miniums  du  com- 
merce s'en  écartent  plus  ou  moins  et  soient  en  général  moins  riches  en  oxygène. 

n 


258 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 
TABLBAU    77 


NUMERO 
de  reasai 

KMPATAGE 

GOlPOSITlOIKUliTlUlStCU 
en  0/0 

CAPACITÉ  INITIALE 

de  la  plaque  peroxydée 

en  ampère»-heurea 

I»bS04 

PbO 

PbOî 

1 
2 
3 
4 
5 

Litharge-acide  sulfu- 
rique 

no 

20 
48,5 
20,i 
53,0 

50 

80 

29,8 

62,15 

10,0 

21,7 

17,75 

37,0 

6,0 

5,0 

7,3 

5,9" 

8,0 

Lilharge-acide  sulfu- 
rique 

Minium-acide  sulfu- 
rique 

Minium-acide  sulfu- 
rique 

Peroxyde-  protoxyde- 
acide  sulfurique.. . 

Quanta  la  valeur  des  densités  apparentes  du  plomb  spongieux  ou 
du  peroxyde,  on  peut  admettre  qu'elle  varie,  d'après  les  différents 
empâtages  ordinairement  employés,  de  3,0  à  4,0  pour  le  premier,  et 
de  3,5  à  4,5  pour  le  second.  . 

C'est  ce  qui  ressort  du  tableau  78,  dans  lequel  on  a  mesuré  la  den- 
sité apparente  de  la  matière  empâtée,  dont  on  a  déduit,  d'après  la 
composition  chimique,  celle  du  Pb  et  du  PbO^,  en  supposant,  évidem- 
ment, qu'il  n'y  ait  ni  contraction  ni  dilatation  pendant  la  formation. 


TABLEAU    78 


EMPATAGE 

COMPOSITION  DE  LA  MATIÈRE 

AVA.M   POHMATIOX 

DENSITÉ  APPARENTE          1 

DK   l'eM- 
PATAOg 

(meauréc) 

Dl'  Pb  i9oy' 

r.IEITX 

(correapoD- 
danie) 

Dl'   Pb0« 

(correapoD- 
dante) 

Minium-acide  sulfu- 
rique  

12S0»Pb,  60PbO,  28PbO« 

5,2SO»Pb,  66,3PbO,  28,5Pb02 

n,2S0«Pb,  88,8PbO 

53SO«Pb,  lOPbO,  37PbOa 
90PbC12,  lOZnCl^ 

4,45 
4,59 

4,47 

4,36 
4,70 

3,90 
4,02 
4,02 

3,15 
3,15 

4,.-;o 

4,64 
4,02 

3,63 
3,63 

Minium-acide  sulfu- 
rique  

Litharge-acide  sulfu- 
rique  

Peroxyde-proto- 
xyde-acide    sulfu- 
rique   

Chlorures  de  plomb 
et  de  zinc,  fondus. 

CAPACITÉ  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  259 

On  retrouve  bien  ici  la  vérification  pratique  des  lois  précédemment 
établies  relativement  à  la  porosité. 

Influence  de  la  concentration  de  l'acide  sulfuriciue  sur  la  capacité. 
—  La  capacité  de  Taccumulateur  croît  avec  la  densité  de  Tacide  sul- 
furique  employé,  jusqu'à  un  maximum,  pour  décroître  ensuite  avec 
les  densités  très  élevées. 

La  densité  correspondant  au  maximum  de  capacité  a  été  trouvée 
égale  à  1,1  (16  0/0  d'acide  SO^H^)  par  Heim;  de  1,22  à  1,27  (30 
à  34  0/0  d'acide)  par  Earle,  et  de  1,22  à  1,25  par  Schenek. 

Dolezalek  admet  que  le  maximum  de  capacité  doit  correspondre 
au  maximum  de  conductibilité  de  Tacide,  soit  à  la  densité  1,224 
(300/0  H*SO^),  et  il  explique  ce  phénomène  de  la  manière  suivante  : 

Au  commencement  de  la  décharge,  les  lignes  de  courant  partent 
d'abord  des  couches  extérieures  de  matière  active,  où  elles  trouvent 
une  résistance  intérieur^  moindre.  Par  suite  de  la  polarisation  de 
concenirationqui  se  produit  alors,  elles  pénètrent  ensuite  à  l'intérieur 
de  la  matière,  de  telle  sorte  que  la  perte  en  volts  ri  qui  se  produit 
dans  les  pores  est  égale  à  la  polarisation  régnante  aux  couches  exté- 
rieures. Cette  condition  doit  être  remplie  nécessairement,  car  la 
matière  active  Pb  et  PbO*  est  très  bonne  conductrice  et  doit  par 
conséquent  posséder  dans  l'intérieur  le  même  potentiel  qu'extérieu- 
rement. 

Lorsque  la  polarisation  a  atteint  0,2  volt,  la  différence  de  potentiel 
aux  bornes  de  l'élément  a  baissé  de  2,0  à  1,8  volt,  et  la  décharge  est 
terminée.  Dans  l'hypothèse  émise  ici,  les  lignes  de  courant  ont  dû 
pénétrer  dans  la  matière  active  à  une  profondeur  telle  que  la  perte  en 
volts  dans  les  pores  a  atteint  0,2  volt.  Or  la  résistance  de  ceux-ci  est 
déterminée  par  la  résistivité  de  l'acide  sulfurîque  qu'ils  renferment, 
de  sorte  que  le  produit  ri  aura  atteint  0,2  volt  d'autant  plus  tard,  et 
par  suite  les  lignes  de  courant  auront  pénétré  d'autant  plus  profon- 
dément que  la  résistivité  de  l'acide  sera  plus  faible.  Comme  les  dis- 
solutions d'acide  sulfurique  possèdent  une  résistivité  minima  pour 
la  densité  1,224(30  0/0  H'SO*),  la  capacité  devra  être  maxima  en  ce 
point. 

Nous  avons  recherché  par  expérience  de  quelle  façon  doit  varier  la 
capacité  en  fonction  de  la  concentration  ^  Après  avoir  constaté  que, 
pour  des  électrodes  identiques  et  dans  les  mêmes  conditions,  la  capa- 

1.  Éclairage  électrique,  t.  XVIll,  p.  201  ;  H  février  1899. 


260 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


cité,  faible  avec  les  éleclrolytes  peu  concentrés,  augmente  progres- 
sivement jusqu'à  un  maximum  pour  diminuer  à  nouveau  avec  les 
fortes  concentrations,  nous  nous  sommes  demandé  si  ce  maximum 
était  invariable  ou  s'il  ne  dépendait  pas  des  régimes  de  décharge 
employés. 

Les  expériences  étaient  effectuées  sur  des  plaques  genre  Faure, 
les  positives  comportant  de  petits  alvéoles  rectangulaires  dans  le  s  • 
quels  était  logée  la  matière  active,  sous  une  épaisseur  de  7  milli- 
mètres, et  les  négatives 
étant  à  pastilles  de  plomb 
spongieux  de  trèsfaible  den- 
sité apparente.  Les  éléments 
étaient  montés  à  trois  pla- 
ques de  10  centimètres  de 
côté.  Toutes  ces  plaques 
étaient  identiques,  et,  de 
plus,  on  avait  fait  une  sé- 
lection pour  ne  conserver 
que  des  éléments  ayant  ri- 
goureusement la  même  ca- 
pacité dans  les  mêmes  con- 
ditions de  fonctionnement. 
Chaque  élément  était  alors 
mis  en  essai  avec  une  den- 
sité d*acide  différente,  et 
sur  chacun  d*eux  on  déter- 
minait la  courbe  de  varia- 
tion de  la  capacité  aux  dif- 
férents régimes,  en  commençant  et  en  terminant  par  les  faibles 
intensités  après  avoir  passé  par  les  intensités  élevées,  de  façon  à 
parcourir  un  cycle  complet  dont  on  prenait  la  valeur  moyenne  ;  on 
évitait  ainsi  Terreur  due  aux  états  antérieurs,  dont  nous  verrons 
rinfluence  dans  le  paragraphe  suivant. 

Les  courbes  de  la  figure  100  ont  été  tracées  en  partant  des  valeurs 
ainsi  obtenues. 

A  et  rt  se  rapportent  à  l'intensité  I  =  0,50  amp. 
B  et  6  —  —  0,75    — 

C  et  c  —  —  1,25     — 

Deid  —  —  2  — 

Eete  —  —  3  — 


Dênâité  en  a/e^res  Boumè 


FiG.  100.  —  Courbes  de  variation  de  la  capa- 
cité en  fonction  de  la  concentration  de 
Tacide  sulfurique. 


CAPACITÉ  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


261 


On  a  figuré  en  traits  pleins  la  capacité  jusqu'à  la  différence  de 
potentiel  minimum  de  i,80  volt,  et  en  traits  pointillés  celle  qui 
Correspond  à  1,70  volt.  Ces  deux  courbes  ont  la  même  allure  avec, 
^ans  les  ordonnées,  une  différence  qui  va  diminuant  quand  la  concen- 
^l'ation  augmente,  cette  diminution  étant  d'autant  plus  accentuée  que 
l'intensité  est  plus  faible  ;  ce  qui  montre  que  c'est  dans  ces  condi- 
^^ong  qu'a  lieu  plus  rapidement  la  chute  de  la  différence  de  potentiel 
^^i^  le  crochet. 

Ces  courbes  indiquent  nettement  que  la  concentration  qui  procure 
^  ïûaximum  de  capacité  varie  avec  l'intensité  du  débit,  comme  le 
Contre  d'ailleurs  le  tableau  79,  qui  se  rapporte  à  la  différence  de 
^^eniiel  minimum  i,80  volt. 

TABLEAU    79 


INTENSITÉ 
DU   connA.NT 

OB  OÉCMARGI 

DENSITÉ  CORRESPONDANTE 

AU    MAXIMUM    DB  CAPÀCItA 

CAPACITÉ 

CORRSSPOXOANTK 

0,nO  amp. 
0,75     — 
1,25     — 

2  — 

3  — 

24,5»  Baume. 
28,5        — 
33           — 

>  35           - 

>  35           — 

H     amp.-heures. 
9,9          - 
8,9          - 

>  8,1          - 

>  7,3          - 

Les  essais  n'ont  pas  été  prolongés  au-dessus  de  35*^  B., les  densités 
supérieures  ne  pouvant  être  employées  dans  la  pratique  par  suite  de 
la  sulfalation  trop  rapide  du  plomb  spongieux  de  la  négative. 

En  second  lieu,  nous  avons  étudié  séparément  au  même  point  de 
vue  la  positive  et  la  négative.  Pour  cela,  chacune  de  celles-ci  était 
essayée  entre  deux  électrodes  de  nom  contraire,  dont  la  capacité  était 
supérieure  à  celle  de  la  plaque  étudiée,  et  de  plus,  pour  n'avoir  que 
la  variation  du  potentiel  due  à  celle-ci,  les  différences  de  potentiel 
étaient  prises  entre  la  plaque  étudiée  et  une  électrode  supplémentaire 
en  plomb  spongieux  directement  plongée  dans  l'électrolyte.  La 
quantité  de  liquide  renfermé  dans  chaque  élément  était  d'ailleurs 
suffisante  pour  n'amener  que  de  faibles  variations  dans  la  concen- 
tration pendant  le  fonctionnement. 

Les  courbes  de  la  figure  101  se  rapportent  aux  positives  du  type 
précédent.  Ici  les  capacités  exprimées  sont  les  capacités  totales,  les 
décharges  étant  arrêtées  lorsque  la  différence  de  potentiel  spécifiée 


262 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


plus  haut  atteignait  1, 70  volt.  Dans  la  plupart  des  cas,  le  crochet  de 
la  courbe  de  décharge  se  produit  un  peu  avant  et  d'autant  plus  que 


i$ 

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4^^ 

^ 

il 

Densitis   en  Degrés  Baume  . 
Fio.  101.  —  Variation  de  la  capacité  des  positives  avec  la  concentration. 

la  densité  est  forte  et  que  la  décharge  est  lente.  Mais  dans  ces  cas  la 
capacité  recueillie  du  crocheta  1,70  volt  est  faible;  aussi  les  chiffres 
obtenus,  quoiqu'un  peu  supérieurs,  sont  voisins  de  la  capacité  totale 
utilisable. 

La  courbe  A  se  rapporte  à  Tintensilé  I  :=  0,5  ampère. 

-  B              —                  -                 1  — 

-  G              -                 —                 2  — 

-  D             -                 —                 4  - 

?our  les  décharges  très  lentes  (durée  vingt-cinq  heures),  la  capa- 
cit  maximum  est  donnée  par  la  concentration  â5°  B.  ;  la  capacité  baisse 
ensuite  très  lentement  quand  la  concentration  augmente.  Pour  les 

régimes  plus  élevés  (durée 
de  onze  heures  à  deux  heu- 
res^, la  capacité  va  croissant 
avec  la  concentration,  entre 
10  et  40'»  B.,  et  d'autant  plus 
rapidement  que  le  régime 
est  plus  élevé. 

Toute  différente  est  Tal- 
lure  des  courbes  de  la 
figure  102,  qui  se  rapportent 
aux  négatives  du  même 
type  que  celles  de  la  pre- 
mière expérience,  mais 
d'épaisseur  un  peu  plus  faible.  La  différence  de  potentiel  étant  prise 
comme  il  a  été  dit  plus  haut,  celle-ci  débutait  à  une  valeur  assez 


-g 


1 


/J 

— 

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f 

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,  1    1 

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£û 


*tf 


'  Densité  en  degrés  Baume 

Fir..    102.  —  Variation  de  la  caparitô 
des  né^'atives  avec  la  concentration. 


CAPACITÉ  DE  L'ACGUMUIATEUR  AU  PLOMB 


263 


faible,  montait  lentement,  puis  plus  rapidement,  et  le  point  où  se 
produisait  le  crochet  était  compris  entre  0,iO  et  0,20  volt,  la  néga- 
tive qui  déchargeait  étant  électro-négative  dans  le  couple.  Toutes  les 
décharges  ont  été  poussées  ici  jusqu*à  0,20  volt;  aussi  les  courbes 
qui  se  rapportent  aux  mêmes  intensités  que  celle  de  la  figure  101 
expriment  la  capacité  maximum  utilisable  de  la  négative. 

La  chute  rapide  de  capacité  vers  les  concentrations  élevées  n'est 
pas  due  uniquement,  comme  on  pourrait  le  penser,  aux  actions  locales 
plus  énergiques.  La  détermination  des  rendements  en  quantité 
montre  en  effet  que  la  diminution  de  celui-ci  est  loin  d'être  de  Tordre 
de  grandeur  des  variations  constatées,  et  qu'il  y  a  bien  réellement 
diminution  de  la  capacité. 

Le  tableau  80  résume  les  résultats  obtenus  : 


TABLEAU   80 


IPîTEN'SITÉ 

DENSITÉ 

COnnESPONDANTE  AU  MAXIMUM  DB   CAPACITÉ 

CAPACITE 

DC      COURAIT 

EN    OEGRéfl    BAOMÉ 

CORHEaPO.-ÏDANTg  (BX  AMPÈREB-HEURES) 

DB    D^CHAnGE 

positive 

néjfalive 

positive 

négative 

0,5 

25 

.  16 

12,5 

Ù,6 

1 

>  40 

48 

>  11,2 

12,9 

2 

>  40 

21 

>  10,6 

10,6 

4 

>  40 

25 

>     9,2 

8,1 

De  ces  expériences,  on  peut  conclure  que  la  densité  correspondant 
au  maximum  de  capacité,  pour  un  élément  donné,  est  très  variable 
avec  rintensité  du  courant  de  décharge  et  qu'elle  croît  avec  cette 
dernière.  Ainsi,  alors  que,  pour  des  régimes  lents,  le  maximum  de 
capacité  se  produit  pour  la  densité  1,20  (voisine  de  celle  indiquée 
par  Dolezalek),  celle-ci  peut  s'élever  à  plus  de  1,32  dans  le  cas  de 
décharges  rapides,  et  lorsque  la  capacité  de  l'accumulateur  est  limi- 
tée par  la  positive. 

Au  sujet  de  la  capacité  individuelle  de  chacune  des  électrodes,  sans 
prendre  pour  absolues  les  valeurs  données  ci-dessus  et  qui  se  rap- 
portent à  un  type  de  plaque  déterminé  ^  on  peut  dire  que,  pour  la 

1.  II  est  très  admissible  en  effet  que  ces  valeurs  varient  avec  le  type  de  plaque, 
répftisseur  de  matière  active,  etc. 


■  r-v 


264  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

positive,  le  maximum  de  capacité  ne  se  produit  vers  la  densité  1,20 
que  pour  les  régimes  de  décharge  très  lents  et  quil  peut  dépasser 
1,38  pour  les  régimes  élevés. 

A  la  négative,  au  contraire,  la  capacité  maxima  ne  coïncide  avec 
une  densité  voisine  de  1,2  que  pour  les  régimes  élevés;  dans  le  cas 
des  décharges  lentes,  la  densité  qui  produit  le  maximum  de  capacité 
est  plus  faible  et  peut  atteindre  1,12  pour  les  décharges  très  lentes  '. 

A  priori,  ces  différents  faits  paraissent  en  contradiction  avec 
rhypothèse  émise  par  Dolezalek.  Il  n'en  est  rien  cependant  si,  au  lieu 
de  considérer  la  densité  de  Tacide  extérieur,  on  tient  compte  des 
variations  qui  peuvent  se  produire  dans  la  concentration  de  Tacide  à 
rintérieur  des  pores  de  la  matière  active.  On  comprend  très  bien 
ainsi  que  la  densité  moyenne  de  Tacide  à  la  positive  ne  dépasse  pas 
la  valeur  1,2,  même  dans  le  cas  d'une  concentration  extérieure  beau- 
coup plus  élevée  quand  les  régimes  de  décharge  ne  sont  pas  très 
lents,  et  ceci  par  suite  de  la  lenteur  de  la  diffusion. 

A  la  négative,  Télectrolyse  de  Tacid^  sulfurique  qui  amène  pendant 
la  décharge  les  ions  SO*  peut  expliquer  que  la  densité  correspon- 
dant au  maximum  de  conductibilité  puisse  être  atteinte  dans  les 
pores  de  la  matière  active  pour  une  densité  de  Tacide  extérieur  infé- 
rieure à  1,2. 

Aux  deux  électrodes,  le  rôle  de  la  diffusion  explique  que  la  densité 
qui  produit  le  maximum  de  capacité  doit  s'élever  avec  l'intensité  du 
courant  de  décharge,  puisqu'il  se  diffuse  de  l'extérieur  à  l'intérieur 
de  la  matière  active  d'autant  moins  d'acide  que  le  régime  est  plus 
élevé. 

Les  raisons  qui  viennent  d'être  énoncées  expliquent  que  très  sou- 
vent la  courbe  de  variation  de  la  capacité  en  fonction  de  la  concen- 
tration de  l'acide  ne  présente  pas  de  maximum  dans  les  limites 
ordinaires  des  essais.  C'est  ce  qui  arrive  quand  on  opère  les  décharges 
à  intensité  un  peu  élevée  et  lorsque  la  capacité  est  limitée  par   les 


1.  Comme  conclusion  pratique  de  ces  expériences,  on  peut  dire  que,  poar 
obtenir  la  meilleure  utilisation  possible  des  électrodes  au  point  de  vue  capa- 
cité, on  devrait  cloisonner  et  adopter  le  plus  souvent  dès  densités  élevées  au 
positif  et  faibles  au  négatif.  Ce  cloisonnement  présentant  de  graves  inconvénients 
et  n'étant  généralement  pas  possible,  on  devra  employer  une  concentration 
unique,  qui  sera  d'autant  plus  forte  que  les  régimes  de  décharge  seront  élevés,  et 
aussi  qu'il  y  aura  un  plus  grand  excès  de  négative,  ce  qui  était  le  cas  de  la  pre- 
mière expérience. 

Bien  entendu,  on  sera  limité,  dans  cette  voie  ascendante,  par  Taccroissement 
des  actions  locales,  qui  font  qu'en  pratique  on  ne  doit  guère  dépasser  la  concen- 
tration 3o»  B. 


CAPACITÉ  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


265 


positives.  Nous  donnons  comme  autre  exemple  de  ce  fait  la  courbe 
de  la  figure  103,  qui  indique  la  variation  de  capacité  en  fonction  de 
la  concentration  moyenne  de  Tacide  d'après  des  expériences  du 
D'A.Pfaff^. 

Le  tableau  81  résume  d'autre  part  ces  expériences  effectuées  sur 
des  éléments  transportables. 

TABLEAU   81 


Densité  avant  la  charge,  a  en  de 
grés  Baume 

Densilé  ayant  la  décharge,  6  en 
degrés  Baume 

Densité  moyenne, — - —  en  degrés 

Baume 

^enips  de  charge,  en  heures 

^emps  de  décharge,  en  heures  . . 
^^pacilé  en  ampères-heures 


24,5 
30 


27,5 
7,25 
6,06 
33,3 


22 


25 
6,33 
5,83 
29,25 


m 


17 
22 


19,5 
4,66 
4,33 
21,7 


IV 


13 
19 


16 
4,20 
3,92 
19,8 


^®  maximum  de  capacité  varie  non  seulement  avec  l'intensité  du 
^orant,  mais  aussi  avec  Tépaisseur  de  la  matière  active  pour  un  même 


r^ 

V 

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^h 

1 

N 

tioo     1,200     im     i,iûo     f^û 


'   lô       Ts         20        2S        io 
ÛemiU  meytnot  ta  d^ris  âaumi 

Fio.  103.  —  Variation  de  la  ca-  Fig.  104.  —  Variation  de  la  capacité  avec  la  con- 
pacité  avec  la  concentration  centration  de  l'acide  pour  les  plaques  d'épais- 
de  Tacide.  seur  différente. 


type  de  plaque.  Earle*  a  donné  à  ce  sujet  les  deux  courbes  de  la 
ûgare  104,  qui  se  rapportent  à  deux  éléments  dont  les  plaques  à 

1.  Cenlralblatl  f,  Accumulaioren-  und  Elemenienkunde^  t.  II,  p.  73  et    173; 
-  Eclairage  éleclHque,  t.  XXXI,  p.  293. 

2.  Travaux  de  TAssociation  Britannique;  —Eclairage  électrique,  t.  V,  p.  68. 


tes  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

j  pastilles  provenant  de  la  réduction  du  chloruré  de  plomb  avaient  une 

épaisseur  de  6  millimètres  pour  A  et  10  millimètres  pour  B. 

Il  n'est  fait  mention  ici  ni  de  Tintensité  employée,  ni  de  Téleclrode 
qui  limite  la  capacité.  Les  courbes  doivent  très  probablement  donner 
en  ordonnées  les  capacités  rapportées  à  Funité  de  poids  de  matière, 
les  abscisses  figurant  les  densités  d'acide.  Le  maximum  de  capacité 
se  produit  ici  à  une  densité  d'acide  un  peu  plus  élevée  pour  Tépais- 
seiip  10  millimètres. 

La  capacité  spécifique  de  B,  plus  grande  que  celle  de  A  aux  régimes 
faibles,  peut  élra  expliquée  par  une  plus  grande  quantité  d'acide 
relenue  à  la  fin  de  la  charge,  dans  la  matière  active. 

Étude  de  quelijues  phénomènes  dus  à  la  diffusion.  —  1°  Influence 
des  états  antérieurs  sur  la  capacité.  —  L'action  chimique  de  la 
décharge  se  traduit  sur  les  plaques  par  une  sulfatation  d'une  cer- 
taine partie  de  la  matière  active.  Sans  admettre  une  absolue  propor- 
tionnalité entre  le  nombre  d'ampères-heures  débités  et  la  quantité  de 
)  sulfate  formé,  on  peut  dire  néanmoins  que  celle-ci  augmente  avec 

I  celui-là;  de  telle  sorte  que  la  capacité  dépendra  d'une  part  de  la 

I  quantité  de  matière  active,  et  d'autre  part  de  la  quantité  de  H^SO* 

«  qui   pourront  entrer  en  combinaison.   Selon  les  cas,  la  décharge 

pourra  être  arrêtée  par  défaut  de  Tun  ou  de  l'autre. 

(lomme  on  l'a  vu  dans  un  chapitre  précédent,  il  ne  parait  pas  pos- 
^  stble  d'utiliser  plus  des  6  dixièmes  de  la  matière  active  en  se  plaçant 

!  dans  des  conditions  exceptionnellement  avantageuses  au  point  de  vue 

de  la  diffusion.  Dans  ce  seul  cas,  d'ailleurs  tout  à  fait  anormal,  il  est 
probable  que  la  capacité  est  limitée  par  défaut  de  matière  active,  la 
quantité  de  SO'Pb  formé  étant  suffisamment  élevée  pour  donner 
lieu  à  une  forte  augmentation  de  résistance  intérieure  et  à  une  forte 
diminution  de  force  électromolrice. 

Dans  tous  les  cas  de  la  pratique,  où  le  coefficient  d'utilisation  est 

inférieur  à  la   valeur  ci-dessus,  on  peut  dire  que   la  capacité  est 

limitée  par  défaut  d'acide  sulfurique  à  l'intérieur  de  la  matière  active. 

On  a  vu  déjà  quel  rôle  important,  à  ce  point  de  vue,  peut  jouer  la 

diiïusion. 

Ln  quantité  d'acide  sulfurique  nécessaire  aux  réactions  peut  être 
divisée  en  deux  parties  :  l'une  se  trouve  au  sein  même  de  la  matière 
active,  à  l'endroit  de  l'utilisation,  l'autre  est  fournie  par  la  diffusion 
do  Tacide  de  Télectrolyte. 

Cette  dernière  est  proportionnelle  à  la  surface  de  diffusion,  à  la 


i^ 


CAPACITÉ  DE  L'ACCUMUI.ATKrK  AU  PIX)MB  267 

différence  de  conceniralion  et  au  temps,  et  c'est  ce  qui  explique  en 
partie, comme  on  a  vu,  la  variation  delà  capacité  avec  la  porosité  de 
h  matière,  la  densité  du  liquide  et  l'intensité  du  courant. 

La  surface  disponible  au  liquide  est  toujours  assez  faible  et  cons- 
tituée par  une  grande  quantité  de  canaux  très  étroits  dont  la  capil- 
hrité  vient  entraver  la  diiïusion  ;  elle  est  encore  réduite  par  la  sul- 
'station  de  la  matière,  qui  provoque  une  augmentation  de  volume  de 
c«Ue-ci,  et  cela  principalement  à  la  surface  de  la  plaque,  ce  qui  tend 
^  séparer  plus  complètement  le  liquide  extérieur  du  liquide 
"^térîeur. 

^€iîs,  si  la  diffusion  se  fait  lentement  de  Télectrolyte  au  sein  de  la 

•^^tièr-e,  elle  est  lente  aussi  dans  le  sens  inverse. 

.  '^^oi  posé,  si  on  suppose  le  régime  d'équilibre  établi  sur  la  posi- 

^    ^près  sa  peroxydation  et  le  liquide  intérieur  à  la  même  concen^ 

.,      *^^ri  que  le  liquide  extérieur,  et  qu'on  vienne  charger  en  cet  état, 

^irolyse  aura  pour  effet  de  produire  à  la  surface  de  la  positive 

• .       *^gère  augmentation  de  concentration,  et  la  diffusion  pourra 

^g         I^énétrer  dans  la  masse  une  petite  quantité  de  H*SO*.  Mais  que 

jg^     **  se  produire  lorsque  la  charge  succédera  à  une  décharge?  Ici 

^     ^^«ite  de  plomb  formé  pendant  la  décharge  va  se  peroxyder;  une 

^  ^^Vuétrès  notable  de  H*SO*  va  être  libérée,  et  ceci  au  sein  même 

\^\a  matière  qui  Ta  fournie. 

La  diffusion  étant  lente,  et  les  couches  superficrelles  étant,  par  le 
fait  même  de  Télectrolyse,  à  une  densité  supérieure  à  celle  du  liquide 
extérieur,  il  est  assez  naturel  d'admettre  que  la  différence  de  concen- 
tration entre  le  liquide  interne  et  l'électrolyte  sera  d'autant  plus 
grande  que  la  décharge  précédente  aura  donné  plus  de  sulfate  de 
plomb,  ou,  ce  qui  revieot  au  même,  qu'elle  aura  fourni  plus  d'am- 
pères-heures. 

Si  donc,  à  ce  moment,  et  sans  attendre  que  l'équilibre  se  fasse  à 
nouveau,  on  fait  une  nouvelle  décharge,  celle-ci  devra  donner  une 
capacité  différente  de  celle  due  à  l'état  d'équilibre. 

Si  l'opinion  émise  ici  est  exacte,  la  capacité  d'une  plaque  dans  les 
cas  où  la  matière  active  est  en  excès  doit  varier  non  seulement, 
comme  on  le  sait  déjà,  avec  la  porosité  de  la  matière,  la  densité  de 
lelectrolyte  et  l'intensité  du  courant,  pour  une  plaque  de  forme  et  de 
^'mensions  déterminées,  mais  encore  avec  les  états  antérieurs, 
puisque,  après  une  décharge  lente,  la  quantité  de  H^SO*  libérée  dans 
t^  matière  sera  plus  grande  qu'après  une  décharge  rapide  qui  aura 
^^nné  moins  d'ampères-heures. 


268 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


^^f 


C'est  ce  fait  que  nous  avons  voulu  vérifier  par  des  expériences  * 
effectuées  sur  des  plaques  positives.  Pour  cela  nous  avons  monté 
plusieurs  éléments  composés  d^une  positivé  entre  deux  négatives 
dont  la  capacité  était  bien  supérieure,  de  façon  que  la  capacité 
obtenue  représentât  sensiblement  la  capacité  tolale  due  à  la 
positive. 

Celle-ci  était  formée  d'un  quadrillage  en  plomb  doux,  sans  âme, 
possédant  un  grand  nombre  de  petits  alvéoles  rectangulaires  dans 
lesquels  la  matière  active  était  logée  sous  une  épaisseur  de  7  milli- 
mètres. La  densité  apparente  de  Tempâtage  employé  était  environ 
4,6,  ce  qui,  d'après  sa  composition,  donnait  environ  4,1  pour  la  den- 
sité apparente  du  PbO*  formé. 

Les  essais  furent  effectués  de  lu  façon  suivante  :  quelque  temps 
après  la  formation,  on  procéda  à  des  décharges  et  charges  succes- 
sives en  commençant  par 
les  régimes  faibles  et  en 
augmentant  progressive- 
ment rintensité  jusqu'à  une 
valeur  maxima;  on  revenait 
ensuite  vers  l'intensité  mi- 
nima  en  repassant  par  les 
mêmes  valeurs,  enfin  on 
fermait  le  cycle  par  un  re- 
tour vers  les  régimes  élevés. 
Les  décharges  étaient  sui- 
vies très  minutieusement, 
l'intensité  était  maintenue 
rigoureusement  constante, 
et  on  déterminait  très  exactement  dans  chaque  cas  le  nombre  d'am- 
pères-heures fourni  jusqu'aux  différences  de  potentiel  roinima 
1,80  volt  et  1,70  volt. 

Avec  un  électrolyle  de  densité  rf  =  1,116  fin  charge,  les  résultats 
obtenus  furent  ceux  consignés  dans  le  tableau  82. 

La  figure  105  se  rapporte  à  la  courbe  des  capacités  en  fonction  de 
l'intensité  pour  la  différence  de  potentiel  minima  1,80  volt,  le  cycle 
étant  parcouru  dans  le  sens  abcde, 

L'électrolyte  de  densité  i,i 62  donna  les  valeurs  consignées  dans  le 
tableau  83. 


A 

1; 

e 

\\ 

\\ 

\ 

1 

\ 

^ 

^ 

^ 

x.^ 

1, 

^■^ 

^ 

ts^ 

î 

ù 

i 

9          l 

f       '    ^l 

»            ( 

?           Â 

^  —l 

» — t 

j 

lntên9ité  en  ampère 
.  FiG.  105.  —  Cycle  de  variation  delà  capacité 
avec  rintensité 


1.  Êclairar/e  élechique,  t.  XVI,  p.  4i3;  3  septembre  1898. 


CAPACITK  DK  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 
TADLEAU   82 


269 


INTENSITÉ 

t>U  DÉBIT 

CAPACITÉ  OBTENUE,  EN  AMPÈRES-HEURES  1 

""■ 

DÉCHABGB 

DéCHAnOB 

ea  ampères 

arrêtée  à  1,80  volt 

arrêtée  à  1,70  Tolt 

0,50 

6,93 

8,05 

0,75 

7,13 

7,48 

1,23 

5,07 

5,97 

2 

3,93 

4,90 

3 

3,10 

3,80 

2,98 

3,13 

3,98 

2 

3,83 

4,77 

1,25 

4,63 

5,59 

0,75 

6,10 

7,15 

0,50 

7,94 

9,25 

0,50 

8,37 

9,36 

0,75 

7,40 

8,30 

1,25 

5,85 

6,79 

2 

4,13 

5,30 

2 

4,16 

5,23 

3 

3,30 

4,45 

TABLEAU    83 


INTENSITÉ 

CAPACITÉ  OBTENUE,  EN  AMPÈRES-HEURES   H 

DO  DiBiT  zy  AMPènss 

DÉCHARGB 

DBCBAROB 

arrêtée  à  1,80  volt 

arrêtée  à  1,70  volt 

0,50 

9,30 

10,05 

0,75 

8,80 

9 

1,25 

6,76 

7,51 

2 

5,33 

6,10 

3 

4,65 

5,15 

2,98 

4,68 

5,15 

2 

5,20 

5,77 

1,25 

6,29 

6,84 

0,75 

8 

8,72 

0,50 

10,10 

11,13 

0,50 

10,59 

11,01 

0,75 

9,11 

9,63 

1,25 

7,20 

7,83 

2 

5,70 

6,20 

2 

5,37 

6,07 

3 

4,70 

5,30 

•TFW5?* 


h 


570 


lp:s  agcumui^vteurs  klectriquks 


Ces  résultats  sont  exprimés  par  la  figure  106,  qui  représente  la 
courbe  des  capacités  jusque  1,80  volt,  abcde  étant  le  sens  du  parcours 
du  cycle. 

L'aspect  de  ces  deux  courbes  indique  très  nettement  un  véritable 

ph  énomèned'hystérésis, dé- 
montrant ainsi  que  la  capa- 
cité pour  un  même  régime 
et  dans  les  mêmes  condi- 
tions est  fonction  des  états 
antérieurs  ^ 

En  traçant  les  courbes 
pour  les  capacités  jusque 
1,70  volt,  on  retrouverait  la 
même  allure. 

Dans  les  deux  courbes 
figurées,  on  remarque  que 
le  premier  point  est  en  de- 
hors, et,  dans  la  courbe 
figure  105,  qu'il  est  plus  fai- 
ble que  le  second,  ce  qui  est 
contraire  à  la  loi  générale. 
Ce  point  correspond  à  un  état  indéterminé;  mais  on  peut  penser 
qu'il  y  avait  peut-être  à  ce  moment  équilibre  entre  les  concentrations 
interne  et  externe.  Dans  la  suite,  chaque  charge  libérait  dans  la 
masse  une  quantité  d'acide  variant  avec  le  nombre  d'ampères-heures 
précédemment  débité. 

On  constate  aussi  que  le  phénomène  est  d'autant  plus  marqué 
que  la  densité  de  Télectrolyte   est  plus  faible. 

L'explication  de  ce  fait  peut  se  trouver  en  partie  dans  cette  raison 
que  la  composition  du  liquide  interne  aura  d'autant  plus  d'influence 
que  la  difTusion  amènera  moins  d'acide  dans  la  matière  pendant  le 
courant  de  la  décharge. 

Pour  la  discussion  des  chiffres  obtenus  par  expérience,  on  peut 
prendre  dans  la  courbe  figure  105  les  deux  points  extrêmes  Q=4,63 
ampères-heuresetQ=^5,85ampères-heurescorrespondantàrabscisse 
l  =  1,25  ampère,  point  vers  lequel  l'écart  est  le  plus  grand.  Comme 

1.  Il  est  important  de  remarquer  que,  pour  obtenir  de  tels  résultais,  il  faut  que 
les  plaques  soient  dans  un  étal  de  capacité  stable.  Si,  pour  d'autres  causes,  la  ca- 
pacité augmente  ou  diminue  d'une  décharge  à  la  suivante,  le  phénomène  peut 
ûtre  masqué. 


intensité  en  ênnpères 

Fio.  106.  —  Cycle  de  variation  de  la  capacité 

avec  rintensité. 


i 


CAPACITÉ  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  271 

^^ftiple  approximation,  on  peut  supposer  la  sulfalation  complèle  des 
^^'lécules  de  plomb  engagées  sur  la  positive.  Un  ampère-heure  cor- 
'^espondant  à  1«',82  d'acide  sulfurique,  la  différence  des  capacités 
'^iSo  —  4,63  =  i  ,22  ampère-heure,  indique  d'après  celte  hypothèse 
^ïïe  différence  de  1,22  .  1,82  =  2«%22  de  H^SO*  engagé  dans  les 
''Raclions. 

Or,  si  on  considère  les  décharges  précédentes,  on  trouve,  dans  un 
^as,  Q  ~  7,4  ampères-heures  à  I  =  0,75  ampère,  et,  dans  l'autre, 
Q  =  3,83  ampères-heures  à  I  =  2  ampères.  La  quantité  de  H*SO* 
libéré  à  la  charge  différera  donc  de  (7,4  —  3,83)  1,82  =  6«^5;  ce  qui 
^'ffnifie  que,  toutes  choses  égales  d'ailleurs,  la  différence  d'acide  sul- 
lupîçue  imprégnant  la  matière  active  au  début  des  deux  décharges 
considérées  à  I  =  1,25  ampère  serait  de  6»^5. 

^^is    il  nous  faut  tenir  compte  de  la  diffusion,  qui  agit  d'autant 

P'^is  que  la  différence  de  concentration  est  plus  grande  et  dont  l'effet 

sera  de  diminuer  ce  chiffre  de  6»^5. 

tt   coiHfune,  d'après  les  capacités,  il  a  suffi  d'un  écart  de  2k'",22 

3cido    sulfurique  utilisable,  il  est  très  plausible  d'admettre  que  ce 

"fre     x^eprésente  la  différence  de  H'SO^  renfermé  au  sein  de  la 

'^•^^    active  dans  les  deux  cas  ^ . 

.  "  **^^^ure  des  vitesses  de  diffusion.  —  Duncan  et  Wiegand*  ont 

'^   l^s  phénomènes  de  diffusion  sur  les  plaques.  Ils  ont  imprégné 


^^mies  à  grille,  d'un  poids  de  700  grammes,  d'eau  acidulée  de 
.  '  ^   ^  ,175,  et  les  ont  ensuite  plongées  dans  de  l'eau  pure,  en  déter- 
^    c:le  minute  en  minute  la  quantité  d'acide  diffusé. 
^^t>«rant  sur  une  même   plaque  à  l'état  chargé,  puis  à  l'état 
K^^,  ils  ont  obtenu  les  valeurs  du  tableau  84. 


déchsi  t*' 


..       J^*^  entendu  ces  chiffres  n'ont  pas  la  prétention  de  mesurer  la  ^'randeur 
,  ^"^^nomène  si  complexe  que  celui  dont  il  s'agit,  mais  plus  simplement  d'en 

'     ^^^nsactions  of  the  American  Instituiez  t.   VI,  p.   217  ;   —   Lumière    élec- 
(rtqtte,  ^    ^^^IV,  339. 


272 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


TABLEAU    84 


TEMPS 
mn  MiNOTEi 

POIDS   D'ACIDE    DIFFUSÉ,  EN    GRAMMES                           1 

PLAQLB  P08ITIW 

PLAQUE 

NiOATITB 

chargée 

déchargée 

chargée 

déchargée 

1 

5 

30 
38 

0,695 

4,410 
2,500 

0,290 
0,600 
i,430 

0,860 
1,420 

3,050 

0,317 
0,700 

1,350 

La  courbe  de  la  figure  107  indique  Tallure  de  la  quantité  d'acide 
diffusé  pour  la  plaque  positive  chargée. 


2,5 

E 
E 

u 

^  A    M 


1 — -V— - 

-j-— 

h 

[j        [Temp^   en  |minut^s      ; 

•5  0.69|-/._ 

-O 

*u 

1        5       10  20  30 

Fio.  107.  —  Courbe  de  diffusion  de  Tacide  sulfurique. 

Ces  chiffres  donnent  une  idée  de  la  vitesse  de  diffusion  et  aussi  de 
la  diminution  de  porosité  après  décharge. 

3*»  Augmentation  de  la  capacitif  par  une  diffusion  forcée.  —  L'im- 
portance de  la  diffusion  de  Tacide  à  Tintérieur  de  la  matière  active 


CAPACITÉ  DE  LACCUMULATEUU  AU  PLOMB 


273 


a  été  mise  clairement  en  évidence  par  Texpérience  suivante  due  à 
Uebenow. 

Liebenowr  a  soudé  dans  la  paroi  d'un  bac  en  plomb  K  [fig,  108)  une 
plaque  négative  P  formant  fenêtre  et  fer- 
Baanl  herméliquement.  Une  positive  P'  était 
suspendue  au  milieu  de  ce  bac,  qui  était  lui- 
^ème  introduit  dans  un  aatre  réservoir. 
Les  deux  récipients  étant  d'abord  remplis 
d'acide  jusqu'au  même  niveau,  on  obtenait 
ainsi  uqb  certaine  capacité.  On  maintenait 
^iisuite  Tacide  du  bac  K  à  un  niveau  plus 
^'evé  que  celui  de  la  caisse  extérieure,  de 
feçon  à  forcer  l'acide  à  filtrer  constamment 
à  travers  la  plaque  P.  Dans  ces  nouvelles 
conditions,  la  capacité  obtenue  était  environ  trois  fois  plus  grande 
que  la  capacité  due  à  la  première  décharge. 


■1 


1IZÉ. 


Fio. 


108.  —  Expérience 
de  Liebenow. 


Sur  les  courants  de  concentration.  —  Nous  avons  attribué  jusqu'ici 
uniquement  à  la  diffusion  le  transport  de  l'acide  sulfurique  de  l'exté- 
rieur à  l'intérieur  des  plaques,  ou  vice  versa.  Il  est  cependant  une 
autre  cause  qui  peut  avoir  les  mêmes  effets  et  à  laquelle  Dolezalek* 
attribue  même  une  importance  plus  grande  qu'à  la  diffusion.  C'est 
ce  qu  on  appelle  les  courants  électriques  de  concentration.  On  a  vu, 
dans  un  précédent  chapitre,  que  deux  éléments  remplis  de  solutions 
d'acide  sulfurique  de  concentrations  inégales  possèdent  des  forces 
électromotrices  différentes  et  que  l'élément  de  concentration  plus 
élevée  peut  fournir  de  l'énergie  pour  la  charge  de  Tautre,  les  concen- 
trations tendant  alors  à  s'égaliser  pendant  cette  opération.  Ceci  posé, 
il  est  bien  évident  que  les  matières  actives  aux  deux  électrodes,  étant 
imprégnées  intérieurement  et  extérieurement  d'acides  de  concentra- 
tions différentes,  vont  jouer  le  même  rôle  que  les  deux  éléments  pré- 
cédents placés  en  opposition,  la  matière  active  formant  elle-même  le 
conducteur.  Dans  ces  conditions,  il  doit  donc  circuler  dans  les  pores 
de  la  matière  active  des  courants  électriques  de  concentration  qui, 
d'après  Dolezalek,  sont  suffisamment  énergiques  pour  jouer  le  rôle 
principal  dans  le  transport  de  l'acide  de  l'extérieur  à  l'intérieur  de 
la  plaque,  ou  inversement. 


*•  H'terf.  .4„„,^  t.  LXV,  p.  894-916;  juillet  1830;  —  Éclairage  électrique,  L  XVII, 
p.  494. 

18 


274 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


m 


Dolezalek  démontre  Texistence  de  ces  courants  de  concentration 
et  leur  importance  plus  grande  que  celle  de  la  diffusion  en  prenant 
un  tube  en  U  qu'il  remplit  d'eau  colorée  par  un  peu  de  tournesol. 
Dans  Tune  des  branches,  il  introduit  une  plaque  d'accumulateur 
récemment  chargée,  pendant  que  dans  l'autre  il  verse  avec  précaution 
de  l'acide  sulfurique  étendu.  Dans  cette  branche,  où  la  diffusion  seule 
agit,  il  trouve  que  la  surface  de  séparation  marquée  par  le  change- 
ment de  coloration  n'a  pas  encore  subi  de  déplacement  appréciable, 
alors  que  le  changement  de  coloration  s'est  étendu  à  toute  l'autre 
branche  dans  laquelle  agissent  les  courants  de  concentration. 

Ces  courants  expliquent,  comme  d'ailleurs  la  diffusion,  que  la  con- 
centration varie  dans  la  matière  active  jusqu'au  moment  où  les  forces 
électromotrices  de  concentration  ont  acquis  une  valeur  suffisante 
pour  que,  dans  un  temps  donné,  ils  amènent  dans  les  pores  (ou  en 
éloignent,  pendant  la  charge;  une  quantité  d'acide  égale  à  celle  que 
consomme  (ou  produit,  dans  le  cas  de  la  charge)  le  courant  de  l'élé- 
ment. On  sait  qu'on  trouve  en  effet,  pour  chaque  intensité  de  décharge 
ou  de  charge,  une  force  électromotrice  déterminée,  qui  correspond  à 
une  chute  de  concentration  bien  déterminée  d'après  l'explication 
précédente.  On  verra  plus  loin,  à  propos  du  rendement,  quel  travail 
inutilisable  correspond  à  ces  courants  de  concentration. 


Variation  de  la  capacité  avec  la  température.  —  On  a  vu  précédem- 
ment l'importance  de  la  diffusion  et  des  courants  de  concentration 
sur  la  capacité.  Comme  la  température  influe  sur  la  diffusion,  d'une 
part,  et,  d'autre  part,  sur  la  résistance  de  l'acide,  il  est  naturel  de 
penser  que  la  température  doit  influer  sur  la  capacité. 

On  admet,  en  général,  que  le  coefficient  de  diffusion  D  varie,  pour 
les  acides  et  les  bases,  d'après  la  loi  suivante  ^  :    • 


1),  =  D<8[i  +0,Or*{t  —  18)], 

D|  et  D^g  représentant  les  coefficients  de  diffusion  aux  tempéra- 
tures t  et  18  exprimées  en  degrés  C. 

On  peut  donc  conclure  que,  dans  les  mêmes  conditions,  la  quantité 
d'acide  sulfurique  diffusé  augmentera  de  2,40/0  par  degré  centigrade. 

Si  on  admet  l'existence  des  courants  de  concentration,  la  tempé- 
rature doit  agir  ici  en  augmentant  l'intensité  de  ces  courants,  par 


1.  Dictionnaire  de  Chimie  Wiirtz^  23«  fascicule,  p.  190. 


CAPACITÉ  DK  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


275 


suite  d'une  diminution  de  la  résistivité  de  Tacide  sulfurique.  Comme 
onla  vu  précédemment,  cette  diminution  peut  varier  de  1,12  à  3,690/0 
(tableau  63)  par  degré  C.  selon  la  concentration.  Dans  les  limites  de 
^ocentration  ordinaire,  entre  les  densités  1,10  et  1,30,  cette  varia- 
tion est  seulement  de  1,36  à  1,78  0/0  par  degré  C. 

Giadstone  et  Hibbert*  ont  vérifié  par  Texpérience  l'augmentation 
"6  la  capacité  avec  la  température.  Ils  ont  déterminé  à  cet  effet  la 
^^pacité    d'un    élément    aux 

1.5 


rfeu 


»x  températures  15  et  37»  C . 

^*  courbes  ainsi  obtenues 
w  i09)  montrent  que,  dans 
'^«e renier  cas,  la  capacité  est 
««Périexire  de  40  à  50  0/0  à 

iô  obtenue  à  la  température 

n 

,.  ^'^^nae  on  le  constate,  ces 
/  ***^^es  avaient  heu  a  très 
Kl.      '"^R'ime:  mais  les  auteurs 


g  1.0 


-i--i 


-4-J- 


I    I 


■h-+-^ 


i-i-r 
(-t- 

-  ^-l-H-l-r  + 4-1-4- 
I    I     '     '    '    ■     I    I 


0  1  2  5  4  5 

Temps  en  minutes 

PiG.  109.  —  Influence  de  la  températarc 
sur  la  capacité. 


1       '<l Vient  pas  quel  type  de 
1  "**^s    a  été  expérimenté.  L'augmentation  de  capacité  atteint  ici 
^'*   ^«»  2  0/0  par  degré  C. 

^*^op  »  a  trouvé  une  augmentation  de  capacité  de  1  0/0  environ 

;,^çrré  c. 

^ç,.  ^'^^^périences  de  C.  Heim.  —  C.  Heim'  a  entrepris,  en  1900,  des 
j..-^  ^^<^lies  sur  un  clément  de  TAccumulatoren-Fabrik  A.  G.  du 
^e^j  "  ^3»  ayant  une  capacité  de  69  ampères-heures  au  régime  de  trois 
a^u*  ^-  Cet  élément  renferme  7  plaques  (3  positives  et  4  négatives) 
^w^Yisions  185  x  170  millimètres.  La  surface  totale  des  positives 
^^V  A^  18*"^, 9  (obtenue  en  faisant  le  produit  de  la  hauteur  par  la 

Ua  densité  de  Tacide,  mesurée  après  une  décharge  normale,  atteint 
i,21  à  1,22  à  la  température  18**  C.  Antérieurement  l'élément  avait 
déjà  eiïeclué  160  décharges  et  160  charges.  Les  essais  étaient  faits 
ici  aux  températures  14, 3  )  et  45^  C. 

Plus  tard,  Tauteur  a  expérimenté  sur  cinq  gros  cléments  de  la 
même  fabrique,  du  type  E  21,  ayant  une  capacité  de  432  ampèrcs- 


1.  Lunnère  électrique^  t.  XLV,  p.  193. 

2.  Zeitschr.  f.  Eleklrochemie,  t.  II,  p.  50o. 

3.  Elekiroiechn.  ZeitscAr.,  i.    XXII,    p.   811: 
t.  XXXI,  p.  285. 


1901  ;    —    Éclairage  électrique. 


276  LES  ACCUMUIJ^TEURS  ÉLECTRIQUES 

heures  à  la  décharge  en  trois  heures.  La  densité  de  Tacide,  mesurée 
après  la  décharge  normale,  atteignait  1,16  à  15*^  C.  On  employait  ici 
les  températures  12  et  45<*  C. 

L'échauffement  des  éléments  était  obtenu  à  Taide  d'un  serpentin 
en  plomb  placé  au-dessous  des  plaques  et  traversé  par  un  courant 
d'eau  chaude  dont  on  réglait  la  vitesse.  Pour  le  refroidissement,  le 
serpentin  était  placé  au-dessus  des  plaques  et  traversé  par  un  cou- 
rant d'eau  froide.  Une  enveloppe  en  feutre  protégeait  l'élément  du 
^  rayonnement  extérieur.  Dans  ces  conditions,  on  obtenait  la  même 

i  température  pour  tous  les  points  situés  à  la  même  hauteur.  Cepen- 

I  dant,  entre  les  parties  supérieure  et  inférieure  des  plaques,  régnait 

toujours  une  petite  différence  de  température  :  2  à  3**  pour  la  tempé- 
I  rature  14**  C,  3®  pour  30**  C.  et  5**  pour  45**  C.  La  température  consi- 

dérée pendant  les  essais  était  celle  du  milieu  de  la  hauteur  des 
plaques. 
f  Pour  les  cinq  gros  éléments  qui  étaient  montés  dans  un  petit  espace 

à  environ  1™,2  du  sol,  réchauffement  était  obtenu  à  l'aide  d'un  brû- 
I  leur  à  gaz,  placé  sur  le  sol  de  cet  espace,  et  dont  on  réglait  l'arrivée 

I  de  gaz.  Pour  les  basses  températures,  on  ouvrait  la  fenêtre  de  ce 

I  petit  local.  Par  ce  procédé,  la  température  des  éléments  variait  un 

peu  par  suite  de  l'effet  Joule  et  de  la  chaleur  secondaire;  mais  les 
variations  extrêmes  n'atteignaient  que  2**  pour  les  essais  à  basse 
température  et  3°  pour  ceux  à  température  élevée.  Comme  tempéra- 
ture, on  prenait  ici  la  moyenne  des  valeurs  obtenues  pendant  l'essai. 
Les  mesures  électriques  étaient  effectuées  à  l'aide  d'instruments  de 
précision. 

Pour  l'élément  unique,  les  décharges  étaient  arrêtées  à  1,82  volt, 
valeur  correspondartte  à  la  tension  minima  permise  en  pratique. 

Les  premières  charges  de  chaque  série  d'essais  étaient  poussées 
jusqu'à  fort  dégagement  gazeux  pour  éviter  la  production  de  sulfate; 
la  période  de  dégagement  gazeux  avait  une  durée  de  la  moitié 
environ  de  la  charge  principale.  Pour  les  autres  charges  de  la  même 
série,  on  arrêtait  quand  on  avait  obtenu  la  tension  maxima  de  la 
première  charge,  soit  : 

2,70  volts  à  14  degrés  centigrades 

2,58    —        30 

2,52     —        45  — 

pour  les  charges  à  32  ampères. 
Pour  les  recherches  sur  les  cinq   gros  éléments,  les  décharges 


CAPACITÉ  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


277 


étaient  arrêtées  à  1,80  volt.  La  tension  maxima  de  charge  attei- 
gnait   : 

2,76  volts  à  13  degrés  centigrades. 
2,58    —        47  — 

I^'élément  unique  était  essayé  aux  deux  intensités  20et  32  ampères 
correspondant  aux  densités  de  courant  1,06  et  1,69  amp.  :  dm^. 

Les  c^inq  gros  éléments  étaient  étudiés  à  l'intensité  140  ampères, 
soit  1,37  amp.  :  dm^ 

L'élément  KSj  donnait  dans  le  cas  de  l'intensité  20  ampères  pour  la 
déchai»  ^e  et  la  charge  : 


Température 

Capacité  correspondante. 


14«  C.  450  C. 

71  amp. -h.     128amp-h. 


soit^i:^f^  yg  ces  limites  une  augmentation  de  2,6  0/0  par  degré  sur  la 
capac3it^àl4<»  C. 


^<^    rintensité  32  ampères,  on  obtenait  : 

Température 14<>  C. 

^^-apacité  correspondante. . .        58 


30°  C.     45«  C. 

82         112   amp.-h. 


''^'^^  Sïnentation  atteint  ici  3  0/0  par  degré  entre  14  et  45*  C. 
^       io^tensité  140  ampères,  l'élément  E  21  donnait  ; 


Température 1 1 ,3 

Capacité  correspondante. . .         386 


45,00  C. 

735  arap.-heures 


^ot^tr^ïil  ainsi  une  augmentation  de  capacité  de  2,7  0/0  par  degré 
sut  Incapacité  à  ll«,3C. 


Hturei 
Fio.  110.  —  Courbes  .le  décharges  à  températures  différentes. 

Les  figures  110  et  111  montrent  Tallure  des  courbes  de  décharge 
0  20  et  32  ampères  pour  les  diiïérentes  températures. 


\ 


t 


278 


LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Au  sujet  de  Tallure  plus  élevée  des  décharges  à  haute  tempéra- 
ture, il  y  a  lieu  de  remarquer  que  la  résistance  intérieure  diminue, 
tandis  que  la  force  électromotrice  augmente  quand  la  température 


It 

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: 

tJ75 

1 

, 

Q 

j 

2 

3 

* 

/fet/res 
Fio.  lli.  —  Courbes  de  décharges  à  températures  différentes. 

croît.  Il  en  résulte  que,  si  on  arrête  les  décharges  à  la  même  diffé- 
rence de  potentiel,  la  décharge  à  haute  température  est  plus  poussée 
que  celle  à  température  plus  basse. 

La  variation  de  résistance  avec  la  température  peut  s'évaluer 
approximativement,  en  supposant  que  la  résistance  de  Taccumula- 
teur  est  égale  à  2  à  3  fois  (soit  2,5  en  moyenne)  la  valeur  de  la  résis- 
tance de  l'acidCi  Avec  l'élément  considéré  ici,  on  obtient  ainsi  : 


et 


0,0023  ohm  à  14  degrés  centigrades 
0,00i5  ohm  à  45  dégrés  centigrades. 


De  telle  sorte  que  la  perte  en  volts  dans  Télément  atteint  (ta- 
bleau 85)  : 

TABLEAU    85 


INTENSITÉ 

EN     AMPÈRES 

PERTE  EN  VOLTS                                   1 

A    LA    TEMPÉRATOKE    14'    C. 

A    LA    TKMPéRATDRE   45«  C. 

20 
32 

0,046 
0,074 

'  0,030 
0,048 

Et  la  différence  de  perte  en   volts  dans  Télément  entre  ces  deux 
températures  est  de  : 

0,016  volt  pour  20  ampères 


et 


0,026  volt  pour  32  ampères. 


CAPAaTÉ  db:  LACGi  mulatel'u  ai;  plomb 


279 


D'autre  part,  1  augmentation  de  force  éleclromotrice  pour  la  con- 
centration considérée  ici  est  de  0,00025  volt  par  degré. 

LadiflTérence  des  forces  électromotrices  à  14  et  45°  C.  devient  donc 
égale  à  : 

0,00025  .  31  ==0,0077  volt. 

En  terminant  à  la  même  différence  de  potentiel  la  décharge  dans 
les  deux  cas,  cette  décharge  sera  plus  poussée  de  : 

0,016  +  0,0077  m  0,024  volt  à  20  ampères 

0,026  +  0,0077  r=  0,034  volt  à  32  ampères 

l^ûr  la  température  45<>  C. 

Pour  être  dans  les  mêmes  conditions  dans  les  deux  cas,  la  décharge 
**5«C.  étant  arrêtée  à  1,82  volt,  celle  à  14*  C.  aurait  dû  être  pons- 
«Pe jusque  : 

1,82  —  0,024  =  1,796  volt  pour  20  ampères 


et 


Si 


1,82  —  0,034=  1,786  volt  pour  32  ampères. 


^^  extrapole  jusqu'à  ce  point  les  courbes  figures  110  et  111,  on 
^^ve  que  i^g  résultats  précédents  ne  sont  pas  sensiblement  in- 
^^ticés,  et  l'augmentation  de  capacité  par  degré  devient  2  0/0  pour 
^^  ampères  et  3  0/0  pour  32  ampères. 

Bien  entendu  la  variation  de  la  concentration  de  l'acide  est  plus 
grande  dans  le  cas  de  la  température  plus  élevée,  puisque  la  quantité 
u électricité  débitée  est  supérieure.  C'est  ce  que  C.  Heim  a  vérifié  en 
prélevant  sur  l'élément  ES3  80  à  100  centimètres  cubes  d'acide  entre 
les  plaques  moyennes,  dans  le  milieu  de  la  hauteur,  et  en  détermi- 
nant la  densité  à  18*  C,  à  l'aide  d'un  aréomètre.  Les  moyennes  d'un 
grand  nombre  d'expériences  sont  exprimées  dans  le  tableau  86  : 

TABLEAU   86 


JNTKNSITÉ 

t^  AMPÈnCS 

TEMPÉRATURE 

K.t    UE4ÎRÉ8  C 

DENSITÉ  DE  L'ACIDE  A  18«  C. 

nx  CHAnGK 

FIN   DÉCHAFIOE 

32,0 

i4 

1,238 

1,224 

32,0 

45 

1,246 

1,219 

20,0 

14 

1,241 

1,215 

1          ^^'^ 

45 

1,246 

1,209 

280 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


A  la  limite  de  deux  séries  d'essais,  on  obtenait  pour  la  décharge 
à  32  ampères  96  ampères-heures  à  la  température  45**  C,  alors  qu'à 
la  charge  précédente,  effectuée  à  14°  C.  et  32  ampères,  il  n'avait  été 
fourni  que  61,9  ampères-heures.  De  même,  après  une  charge  de 
76,0  ampères- heures  à  14*  C.,on  obtenait,  à  45®  C,  une  décharge  de 
108,3  ampères-heures  à  20  ampères. 

Inversement,  après  une  charge  de  128  ampères-heures  à  32  am- 
pères et  à  la  température  de  45®  C,  on  obtenait  seulement  une  dé- 
charge de  65,6  ampères-heures  à  14®  C. 

Une  décharge  terminée  normalement  à  14®  C,  et  ayant  donné 
52,8  ampères-heures,  était  continuée  après  une  heure  et  demie 
d'arrêt,  alors  que  l'élément  était  chauffé  à  45®  C.  On  obtenait  ainsi 
encore  17,6   ampères-heures,  soit  33  0/0  de  la  première  valeur, 

alors  que,  dans  les  mê- 
mes conditions,  l'élémeut 
étant  resté  à  14®  C,  il 
n'aurait  été  obtenu  à 
nouveau  que  4,3  ampè- 
res-heures, soit  8  0/0. 
Ceci  prouve  qu'il  ne 
s'agit  pas  dans  le  pre- 
mier cas  d'un  rétablisse- 
ment de  la  force  électro- 
motrice. 

2®  Expériences  de 
C  Liagre.  —  C.  Liagre* 
a  également  déterminé 
l'influence  de  la  tempé- 
rature sur  la  capacité.  Il 
a  expérimenté  sur  des 
éléments  dont  les  posi- 
tives et  négatives  semblables  étaient  du  type  à  grande  surface  ^. 
Effectuant  d'abord  des  décharges  très  rapides  au  régime  de  175  à 
180  ampères  et  avec  les  températures  20,  27,  40,  50  et  70®  C,  il 
obtint  les  courbes  A,  B,  C,  D,  E,  de  la  flgure  112,  tracées  dans 

1.  Éclairage  électrique^  t.  XXIX,  p.  149;  2  novembre  1901. 

2.  Les  plaques  étaient  du  type  d'Arsonval-Vaugeois  (AV)  ;  leur  surface  totale 
active  atteignait  348  décimètres  carrés  pour  une  surface  apparente  de  47  déci- 
mètres carrés.  L'élément  était  rempli  d'acide  sulfurique  à  26*  B.,  à  la  température 
de  25'  G.  ;  sa  température  était  maintenue  constante  par  une  circulation  d'eau 
dans  une  enveloppe  en  plomb.  Il  avait  effectué  antérieurement  30  décharges. 


sa       4fo       Sû       60 
Temps  en  minutes 

FiG.  112.   —  Courbes  de  décharges 
à  températures  différentes. 


CAPACITÉ  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


281 


^fdre  B,  D,  C,  A,  E,  pour  écarter  la  supposition  que  la  capacité 
^ftitpu  s'élever  dans  la  suite  des  décharges  a  même  régime.  Des 
^^»eurs  ainsi  obtenues,  il  déduisait  pour  la  capacité  C«,  à  la  lempé- 

faïupe  e  : 

C«  =  20  +  2,70  e  anjpères-beures,  {i) 

^ampères-heures  représentant  la  capacité  0<*  C. 
En  répétant  Texpérience  à  un  régime  lent  et  pour  les  lempéra- 


^  é    s    i    7    è 
Temps  en  heures 


^10. 113.  —  Courbes  de  décharges  à  températures  différentes. 

i!I^         "•  3Î,  40  et  60*»  C,  il  put  tracer  les  courbes  A,  B,  C,  D,  de 
^   413,  et  déduire  pour  la  capacité  C«  à  la  température  6  : 


C«  =  175  4-  2,70  0  ampères-heures. 


(2) 


Lea     -^ 

_  *     ^^Ourbes  mettent  en  évidence  la  diminution  de  la  résistance 
avec  1^   - 

.  température  et  par  suite  la  valeur  plus  élevée  de  la  différence 

.    ^^tiel  pendant  la  décharge. 

.    ^^ux  équations  (i)  et  (2),qui  figurent  des  droites  parallèles,  sont 

1     ^ï^tées  en  figure  114,  et  Fauteur  y  a'ajouté  les  courbes  corres- 

.   .     ^^es  à  d'autres  régimes  intermédiaires,  qui  sont  également  des 

a-*    ^     possédant   le  môme  coefficient    angulaire   compris   entre 

y  S,80.  L'incurvation  de  la  courbe  2  vers  Taxe  des  x  pour  les 

^^"^^itures  élevées  doit  évidemment  provenir  du  fait  que  la  capa- 


282' 


LES  ACCUMUIATEURS  ÉLECTRIQUES 


cité  ne  peut  dépasser  certaines  limites  définies  par  la  quantité  de 
matière  active. 

Rapportant  les  différentes  valeurs  obtenues  à  Tunité  (1  mètre 
carré)  de  surface  active,  C.  Liagre  propose  Téquation  suivante, 
valable  entre  15  et  35°  C.  : 

C^au  ré^rne  I  —  Q^au  régime  1  _|_  0^79  Q. 


ma 


,K'  sc'  «5*  eo' 

Tvmperaturt  tn  Oegres  centigrades 


Fir-,  tl4.  —  Variation  de  la  capacité  en 
Tonrhon  de  la  température,  pour 
ilillV'iTnts  régimes. 


\ 

1 

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10      10     30     »5     SO     (C     70     00     00     190    tfO  fia    fU    f»^  tSO    ftO  IV   ' 

fiegt'me  en  Ampères 

FiG.  113.  —  Variation  de  la  capacité 
avec  le  régime  pour  différentes  tem- 
pératures. 


Les  courbes  de  la  figure  115,  qui  représentent  les  variations  de 
capacité  en  fonction  du  régime  pour  les  différentes  températures, 
d'après  les  essais  précédents,  montrent  que  laugmentation  de  capa- 
cité avec  la  température  est  beaucoup  plus  considérable  dans  les 
décharges  rapides  que  dans  les  décharges  lentes.  Elle  atteint  ici 
4,5.0/0  par  degré,  entre  15  et  35**  C,  au  régime  de  175  ampères, 


CAPACITÉ  DE  LACCIÎMUIATEUR  Ai:  PLOMB  283 

tandis  qu'elle  s'élève  seulement  à  1,2  0/0  par  degré  au  régime  de 
25  ampères. 

^'^Expériences  sur  des  plaques  gjenre  Faiire,  —  Les  expériences  de 
C.  Heim  et  de  C.  I^iagre  sont  relatives  aux  éléments  à  plaques  à 
grande  surface.  Elles  ne  tiennent  compte,  d'autre  part,  que  de  la 
capacité  de  l'élément  sans  considération  de  Télectrode  qui  limite  la 
capacité. 

Nous  avons  entrepris  des  essais  en  vue  de  combler  cette  lacune. 
Dans  une  première  série  d'essais,  nous  opérions  sur  des  positives  du 
type  à  empàtage^  Choisissant  des  positives  ayant  rigoureusement 
la  même  constitution  et  la  même  capacité  dans  les  mêmes  conditions, 
nous  déterminions  la  variation  de  capacité  en  fonction  de  Tintensité 
pour  les  trois  températures  différentes  17,6,  40,7  et  60*  C.  A  cet 
effit,  chaque  positive  était  montée  entre  deux  négatives  de  capacité 
beaucoup  plus  élevée  et,  pour  chacune  des  décharges,  la  tension  ano- 
dique  était  suivie  en  faisant  usage  de  l'électrode  supplémentaire  au 
plomb  spongieux.  Les  températures  étaient  maintenues  constantes 
aux  valeurs  ci-dessus  indiquées  pendant  les  décharges. 

La  figure  116  donne  l'allure  des  courbes  obtenues  avec  les  trois 
températures  différentes.  Des  valeurs  ainsi  trouvées,  on  a  déduit, 
d'autre  part,  les  courbes  de  variation  de  la  capacité  en  fonction  de 
la  température  pour  différents  régimes.  La  figure  117  montre  que 
ces  courbes  sont  sensiblement  des  droites,  sauf  dans  le  cas  des 
faibles  densités  de  courant.  Une  légère  incurvation  vers  l'axe  des  X 
se  produit  alors,  par  suite  du  fait  que  la  capacité  tend  à  être 
limitée  par  défaut  de  matière  active.  Il  est  évident  que,  pour  des 
régimes  suffisamment  lents,  on  obtiendrait  une  horizontale,  la  capa- 
cité devenant  dans  tous  les  cas  limitée  non  par  défaut  d'acide  dans 
les  pores,  mais  par  défaut  de  matière  active.  En  pratique,  il  est  même 
possible  d'obtenir  une  baisse  de  capacité  avec  les  températures 
élevées  quand  l'intensité  est  très  faible,  car  dans  ce  cas  interviennent  j 

les  actions  locales  d'autant  plus  sensibles  que  la  densité  de  courant  | 

est  faible  et  la  température  élevée.  On  verra  la  grande  importance  | 

de  celles-ci  dans  le  cas  des  plaques  négatives. 

Dans  tous  les  cas,  entre  les  limites  de  !20  et  iO""  C,  qui  sont  les 
plus  intéressantes  à  examiner  en  pratique,  on  peut  considérer  que 
l'on  a  affaire  à  des  droites  dont  le  coefficient  angulaire  augmente 
avec  l'intensité  et  paraît  atteindre  une  valeur  limite. 

1.  Les  plaques  étaient  à  grille  de  3"'*,5  d'épaisseur.  La  densité  d'acide  utilisé 
était  29«  B.  fin  charge. 


284 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


10 


7 
Si 

I' 

s  3 

■h 

9 

co 


0  12  3  4 

Intensité  surfacique  enAmp.:  dm' de  surface  totale  apparente  de  positive 

Fio.  116.  —  Variation  de  la  capacité  de»  positives  avec  le  régime 
pour  dilTérentes  températures. 


#10. 

1   8 
4    7i 

sa  * 

s    5  . 

n 

-14 


n 
"I 


0      10      20     30     40      50     60     70 

Température  en  degrés  centigrades 

Fio.  117.  —  Variation  de  la  capacité  des  positives  avec  la  température 
pour  uifférents  régimes. 


CAPACITÉ  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


285 


C'est  ainsi  qu'en  appelant  Qi  la  capacité  à  la  température  V*  C, 
on  a,  en  prenant  comme  base  Q201  Isi  capacité  à  la  température 
20»  C.  : 

Qt  =  Q20  [1  +  0,0056  [t  -  20)] 

pour  la  densité  de  courant  d  =  0,i  amp.  :  dm^  de  surface  totale 
apparente  de  positive  ; 

Q/  ==  Qâo  [l  +  0,0075  {t  -  20)J 
pour  la  densité  de  courant  rf  =  i  amp.  :  dm*  ; 

Q,  =  Q20  [1  +  0,0106  (t  -  20)] 
pour  la  densité  de  courant  d  =  2  amp.  :  dm*  ; 

Q#  =  Qao  [1  +  0,00965  {t  -  tO)] 
pour  la  densité  de  courant  d  =:  3  amp.  :  dm*. 


23456789 
Temps  en  heures 


YO      11       12      13 


•  FiG.  lis.  —  Courbes  de  décharge  des  positives,  à  différentes  températures. 

Les  courbes  de  décharge  sont  assez  intéressantes  à  examiner. 
Nous  reproduisons  sur  la  figure  118  celles  relatives  aux  positives 
précédentes  déchargeant  a  la  densité  decourant  rf=0,775  amp.  :  dm* 
de  surface  apparente  de  positive.  On  constate  que  la  courbe  est 
d^autant  plus  élevée  que  la  température  est  haute,  la  température 
agissant  à  la  fois  sur  la  résistance  intérieure,  qu'elle  diminue,  et 


286 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


sur  la  force  électromotrice,  qu'elle  augmente  (par  suite  de  la 
diffusion),  pour  donner  une  tension  aux  bornes  plus  élevée.  Le  début 
de  la  décharge  marque  d'ailleurs  très  nettement  l'importance 
de  la  diffusion.  On  voit  en  effet  que  le  coup  de  fouet  qui  se 
produit  a  de  moins  en  moins  d'importance,  quand  la  température 
s'élève;  il  n'y  en  a  même  plus  du  tout  à  la  température  60%5  C.  La 
tension  initiale  est  ainsi  d'autant  plus  faible  que  la  température  est 
élevée,  ce  qui  prouve  que,  la  diffusion  étant  insuffisante  aux  basses 
températures,  les  pores  de  la  matière  active  sont  remplis  d'acide 
plus  concentré  que  le  liquide  extérieur  au  commencement  de  la 
décharge,  tandis  qu'il  tend  à  y  avoir  égalisation  lorsque  la  tempé- 
rature s'élève  ^ 

Des  courbes  de  la  figure  118  on  déduit,  pour  la  tension  anodique 
moyenne  (mesurée  avec  l'électrode  supplémentaire  au  plomb  spon- 
gieux), en  arrêtant  au  crochet,  soit  à  1,83  volt  : 

e„,oy  =  1,971  volt,  à  la  température  16*»  C. 
emoy  =  1,985    —  —  41 

€,nof  =  1,999    —  —  60,5 

Des  courbes  semblables,  correspondant  à  la  densité  de  courant  de 
décharge  d  ■=  1,745  amp.  :  dm*  de  surface  apparente  de  positive, 
donnaient  jusqu'au  crochet  (i,80v.): 

e,„oy  =  1,919  volt,  à  la  température  I6*»,5  C. 
emoy  =  1,943    —  —  40 

C.oy  =  1,058    —  —  60 

Enfin,  pour  la  densité  de  courant  d  =z  2,93  amp.  :  dm  *,  on  obtenait 
jusqu'au  crochet  (1,80  v.)  : 

e„,oy  ==  1,89    volt,  à  la  température  16°, 9  G. 
Cnoy  =  1,922    —  —  42 

^nioy  1  ,yuO  —  00,5 

Pour  l'étude  des  courbes  de  charge  aux  différentes  températures, 
nous  utilisions  les  plaques  positives  précédentes,  et,  pour  les  placer 
dans  des  conditions  aussi  semblables  que  possible,  la  décharge  pré- 


1.  Remarquons  ici  que,  si  on  suppose  la  formation  de  traces  de  corps  suroxy- 
génés, comme  Tacide  persulfurique,  la  température  agirait  dans  le  môme  sens. 
ces  corps  étant  facilement  décomposés  par  la  chaleur.  Quoi  qu'il  en  soit,  c'est 
certainement  la  diffusion  ou  les  courants  de  concentration  qui  jouent  le  rôle  le 
plus  important  et  qui  seuls  expliquent  les  différents  autres  phénomènes  ici 
étudiés. 


CAPACITÉ  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


287 


^cfente  était  efTectuée  dans  les  mêmes  conditions,  à  la  température 
""*  C.  et  avec  une  densité  de  courant  o?  =  0,387  ampère  par  décimètre 
*^^Té  de  surface  apparente  de  positive. 

^es  capacités  étaient  très  voisines,  un  élément  donnant  une  décharge 
^  "IX- huit  heures  et  Tautre  de  dix-neuf  heures.  La  charge  suivante 
^^^il  alors  effectuée  à  la  même  densité  de  courant,  0,387  amp.  :  dm  2, 
^«'s  aii:x  températures  différentes  16  et  40^  C. 


0  123A567]?«)  1011  1213141516171819  2021  22  23  24  2526  Z7  28  29 
Temps    en    heures 

-      '119.  —  Courbes  de  charge  des  positives  à  températures  différentes. 

i^^^AIvi^e  des  courbes  est  donnée  par  la  figure  119.  On  voit  que  la 
lensior^  anodique  de  charge  reste  plus  faible  à  température  plus 
élever  ^  ^n  même  temps  que  diminue  la  différence  entre  la  tension 
corr  ^^p>on(jant  à  la  partie  constante  et  la  tension  finale,  faits  qu'explique 
lac  ^i^n^tiQu  de  la  diffusion  avec  la  température. 

*^rision  maxima  est  atteinte  un  peu  moins  rapidement  à  la  tem- 
pera Ut*e  W  qu'à  16**C.(en  tenant  compte,  bien  entendu,  de  la  petite 
^'^^tice  dans  les  quantités  d'électricité  débitées);  la  différence,  qui 
es      ailleurs  très  petite,  doit  tenir  à  Tinfluence  des  actions  locales 
utipe\x  pjyg  énergiques  lorsque  croît  la  température. 

^  Supposant  un  rendement  de  0,85  en  quantité,  ce  qui   donne 
cotau\e  limite  de  charge  âl'^IS'  pour  la  plaque  16°  C.  et  22»'20'  pour 
^M  on  trouve  comme  tensions  anodiques  moyennes  de  charge  : 


et 


c„,oy  =  2,203  volts,  à  la  température  16«  C. 


e„,0T™  2,131 


40<>  C. 


288 


LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


15 
14 

■|13 

c 

S.11   , 

S- 

» 

:3io 


|9 


Afin  de  déterminer  Tinfluence  de  Tépaisseur  de  la  matière  active 
sur  la  variation  de  capacité  en  Tonction  de  la  température,  nous 
avons  répété  les  expériences  précédentes  avec  des 
plaques  positives  à  grille  de  même  profil  que  celles 
des  essais  précédents,  mais  ayant  une  épaisseur  de 
6  millimètres.  Toutes  les  autres  conditions  étaient 
restées  les  mêmes. 

La  figure  120  donne  la  variation  de  capacité  en 
fonction  de  l'intensité  pour  les  trois  températures 
20,  40  et  60»  C. 
La  figure  121  montre  les  courbes  de  variation  de 
capacité   en  fonction  de  la  tempéra- 
ture   pour   des  densités    de   courant 
différentes. 

Toutes  ces  courbes  sont  légèrement 
incurvées  vers  Taxe  des  œ  pour  les 
températures  élevées;  mais  on  peut, 
sans  erreur  sensible, 
considérer  comme  droite 
la  partie  des  courbes 
comprise  dans  les  li- 
mites 20  à  40*»  C. 

Dans  ces  limites,    les 

coefficients      angulaires 

varient  avec  la    densité 

de  courant, 

comme 
l'expriment 
les  équa- 
tions sui- 
vantes dans 
lesquelles 


E 


E 
§ 

u 

3 

J 

c 

=3 

1 

C3 


8 

7 

6. 

5 

4 


0  1  Z  3  4 

Intensité  surfacique  en  Amp.: dm *de  surface  totale  apparente  de  positive 

FiG.  120.  —  Variation  de  la  capacité  des  positives  avec  le  régime 
pour  différentes  températures. 


Q,  est  la  capacité  à  la  température  t,  et  Qjj^,  la  capacité  à  la  tempé- 
rature 20°  C.  : 

Q.^Qio  [1+0,00685(^-20)] 

à  la  densité  de  courant  de  décharge  d  =  0,4  amp.  :  dm*  de  sur- 
face apparente  de  positive  ; 

Q,=zQ2o[l  +0,00816^-20)] 
à  la  densité  de  courante/  =  1  amp.  :  dm*  ; 

Q,  :=Q2o[l  +  0,00927  ((- 20)] 


CAPACITÉ  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  289 

à  la  densité  de  courant  c/  =  2  amp.  :  dni^  ; 

Qi  =  Q2o[i  4-0,0H0  (^-20)] 

à  la  densité  de  courant  d  -—  3  amp.  :  dm^. 

Ici  aussi  les  coefficients  angulaires  sont  d  autant  plus  élevés  que  le 
régime  de    décharge    est 
lui-même    plus    fort.    De  -^  i 

plus,  ces  valeurs  sont  en 
génwal  un  peu  supérieures 
'a  celles  qui  correspondent 
à  répaisseur  de  plaque  plus 
faible,  3""", 5,  lorsqu'on  rap- 
porte à  égalité  de  densité 
de  courant.  La  différence 
serait  plus  sensible  encore 
si  on  rapportait  à  égalité 
de  temps  de  décharge,  ce- 
lai-ci  augmentant,  pour  le 
même  régime,  avec  l'épais- 
seur de  la  plaque. 

L'influence  de  la  tempé- 
rature sur  la  capacité  des 
négatives  a  été  étudiée  par 
nous  en  prenant  le  même 
type  de  quadrillage  à  grille 
de  3°°,o  que  dans  Tétude 
semblable  des  positives. 

L'empâtage  était  égale- 
ment le  même.  Chacune  des 
petites  plaquettes  d'essai, 
que  Ton  choisissait  aussi 
semblables  que  possible  S 
était  montée  entre  deux 
plaques  positives  de  capa- 
cité très  supérieure,  dans  un  acide  de  concentration  29^  B.  La  dispo- 
sition et  les  conditions  des  essais  étaient  donc  exactement  les  mêmes 


„14. 

> 

•-» 

i13. 

QJ 

ii2. 

1 

S11 

CO 

03 

|10 

8 

%  9 

co 

a> 

?  8 

E 

1  7 

•*  ^ 

16 

E 

^    - 

£  5 

09 

•t4 

3  3 

'■% 

0      10     20    30    40     50     60    70 
Température  en  degrés  centigrades 

FiG.  121.   —  Variation  de  la  capacité  des  positives 
avec  la  température  pour  ditTérent9  régimes. 


l.  On  tenait  compte  des  très  petites  différences  observées  dans  la  rapacité 
obtenue  dans  des  conditions  identiques,  et  on  effectuait  la  correction  des  résul- 
tats dans  ce  sens.  On  avait  opéré  de  mftme  pour  les  positives.  Dans  tous  les  cas, 
d  ailleurs,  cette  correction  était  très  faible. 

il) 


■jrw^t 


290 


LES  ACCUMUIJV.TEURS  ÉLECTRIQUES 


que  dans  Tétude  des  positives.  La  tension  cathodique  était  mesurée 
à  Taide  de  Télectrode  supplémentaire  au  plomb  spongieux.  Dans 
tous  les  cas,  la  capacité  était  calculée  jusqu'au  cro- 
chet qui  se  produit,  comme  on  a  vu  antérieurement, 
vers  la  tension  cathodique  0,20  volt. 

Dans  la  figure  122,  qui  exprime  la  variation  de  îa 

capacité   en  fonction  de 
l'intensité  pour  les  diiïé- 
rentes  températures  19,4, 
41,2  et  60^2C.,  on  re- 
marque   de     suite    que 
seule  la  courbe  corres- 
pondant à   la    tempéra- 
ture ordinaire  (19°,4  C  ) 
présente     Tallure     nor- 
male.    Pour     les     deux 
autres  températures,  il  y 
a  inflexion  de  la  courbe 
aux     faibles 
intensités, 
et  on  remar- 


;|io., 

t  8 

S   'i 
£61 

E 

=3 

13 

«T 


0  12  3  4 

Intensité  surfacique.enAmf^'.dm^e su ffacetolale  apparente  de  négative 

FiG.  122.  —Variation  de  la  capacité  des  négatives  avec  le  régime   ^^^    ^®    **^^ 
pour  ditférentcs  températures.  curieux  Que 

pour  ces  in- 
tensités, la  capacité  est  plus  faible  à  la  température  60°,2  C .  qu'à41*,2  G. 
La  figure  123,  qui  se  rapporte  aux  variations  de  capacité  en  fonc- 
tion de  la  température  pour  les  différents  régimes,  met  clairement  en 
évidence  ce  fait  que,  pour  chaque  densité  de  courant,  doit  exister  une 
température  qui  correspond  au  maximum  de  capacité,  cette  tempé- 
rature devant  être  d'autant  plus  élevée  que  la  densité  du  courant  de 
décharge  est  elle-même  plus  grande.  Disons  de  suite  que  ce  phéno- 
mène est  explicable  par  l'augmentation  des  actions  locales  avec  la 
température.  Des  courbes  de  la  figure  123  nous  pouvons  déduire  la 
capacité  Q/  à  la  température  (  en  fonction  de  la  capacité Q20  à  20**  C, 
en  supposant  que  la  fonction  est  linéaire  dans  ces  limites,  ce  qui  est 
voisin  de  la  vérité.  On  trouve  alors  : 

Q,  z=  Q,,  [1  +  0,001  (t  -  20)j 
à  la  densité  de  courant  d  =  0,4  amp.  :  dm^  de  surface  totale  appa- 
rente de  négative  ; 

Q,  zzzQao'l    f  0,0102  (/- 20)] 


CAPACITÉ  DE  LAGCUMULATÈUH  AU  PLOMB 

i  la  densité  de  courant  d  =  i  amp.  :  dm^  ; 

Q,  =  Q2o[«  +  0,0165  (^  -20). 


29! 


10 
9 
8 
7 

6i 
5 


//a0.4Amp.:(lm^ 


à  la  densité  de  courant  c?  =  2  amp.  :  dm^  ; 

Qt  —  Q20  fj  +  0,0227  [t  —  20)] 

à  la  densité  de  courant  <i  =  3  amp.  :  dm^. 

Comme  pour  les  plaques  positives,  le  coefficient  angulaire  aug- 
mente avec  la  densité  de  courant,  mais  dans  des  proportions  beau- 
coup plus  grandes  :  consi- 
dérablement plus  faible  aux 
régimes  lents,  il  devient 
notablement  supérieur  aux 
régimes  élevés. 

Pour  prouver  que  la  di- 
minution   de    la    capacité 
avec   la    température    aux 
décharges   lentes  provient 
bien  de  l'augmentation  des 
actions  locales  avec  la  tem- 
pérature,    nous     donnons 
dans  la  figure  124  les  cour- 
bes de  décharge  à  la  den- 
sité de  courant  0,4  amp.  : 
^^'^  pour  les  températures 
*8,  42  et  6P  C,  ainsi  que 
^6s  courbes  de  charge  sui- 
ï'antes   à  la  même  densité 
^e  couraqt,  mais  à  la  même 
température  (21*  C. ,  la  tem- 
pérature    ambiante)    pour 
les  trois  éléments. 
y^  remarque  d'abord  qu'en  décharge  la  tension  cathodique  (mesu- 
^^^   avec   électrode    supplémentaire  en  plomb  spongieux)     reste 
0  autant  plus  faible  que  la  température  est  élevée,  pour  les  mêmes 
disons  données  à  l'occasion  de   Tétude  des   positives,    c'est-à-dire 
diminution  de  résistance  intérieure  avec  la  température  et  augmen- 
talioti  (Je  \^  force  électromotrice,  par  suite  de  la  concentration  plus 


8 


I 


3.. 
2. 
1 


0      10     20     30     40     50     60     70 

Température. en  degrés  centigrades 

FiG.  123.  —  Variation  de  la  capacité  des  né^a 
tives  avec  la  température  pour  différent» 
régimes. 


"r"  ??Rf!lï* 


292 


LES  ACCUMULATEURS  ELECTRIQUES 


élevée  dans  les  pores  de  la  matière  active,  grâce  à  Taccroissementde 
diffusion. 

Le  crochet  de  la  décharge  commence  sensiblement  au  même 
point*  ;  mais  on  peut  constater  qu'il  est  d*autant  plus  brusque  que  la 
température  est  plus  élevée  (premier  indice  d'une  sulfatation  plus 
avancée). 


♦0.20, 


-feCIQ, 


Décharge  rf= env.  0,4  Anip.:  dm^ 

1  Températurededécharge^sslS^C. 

2  .  .42 


321 


Temps  en  heures 


3 

o 


;-0.1D 


-0.2Û. 


10 


Charge  suivante  flf=env.0,4Ainp.:  dm^ 
Température  ambiante  t  s  21°C  pourlesSnégatives 


35 


Fio.  124.  —  Variation  de  la  lension  cathodique  en  charge  et  en  décharge 
à  ditférentes  températures. 

A  la  charge  suivante,  effectuée  à  température  égale,  la  courbe  est, 
pendant  la  partie  stable,  exactement  la  même  pour  les  trois  éléments; 
mais  l'élévation  de  tension  cathodique  correspondant  au  dégagement 
d'hydrogène  et  qui  marque  la  fin  de  la  charge  survient  d'autant 
plus  rapidement  que  la   température  de  décharge  a  été  faible. 

On  peut  en  conclure  évidemment  que,  quoique  la  capacité  utile  ait 


1.  C'est  de  ces  courbes  qu'a  été  déduite  la  capacité  telle  qu'elle  est  donnée  par 
les  courbes  antérieures  (fig.  122  et  123);  mais,  dans  ces  dernières,  on  a  fait  une 
petite  correction  due  à  une  légère  diverjience  dans  la  capacité  des  trois  plaques 
(bnhargeant  dans  les  mêmes  conditions  de  température;  ceci  dit  pour  expliquer 
que,  dans  les  courbes  de  la  ligure  124,  la  capacité  de  1  paraît  un  peu  plus  élevée 
(|Qe  celle  des  plaques  2  et  3,  tandis  que  cest  l'inverse  qui  a  lieu  dans  les 
figures  122  et  123. 


CAPACITÉ  DE  I/ACÇUMULATEUR  AU  PLOMB 


293 


été  très  voisine,  la  proportion  de  sulfate  formé  pendant  la  décharge  a 
augmenté  avec  la  température,  c'est-à-dire  que  les  actions  locales 
ont  été  plus  intenses. 

Parmi  les  actions  locales,  celle  qui  est  certainement  le  plus  influen- 
cée par  la  température  est  Taction  chimique  directe  entre  le  plomb 
spottg-ieux  et  Tacide  sulfurique.  Une  mesure  des  différences  dans  les 
actions  locales  peut  être  donnée  ici  par  le  rendement  en  quantité,  en 
supposant  la  charge  terminée,  quand  le  potentiel  a  atteint  sa  valeur 
roaxLina  constante.  On  trouve  ainsi  : 

élément i  p  =  0,85 

—      2  p  =  0,80 

—      3  prz=0,69 

^^  fait  curieux  à  signaler  est  que  la  tension  cathodique  fin  charge, 
quicoi^r^^spond  au  dégagement  d'hydrogène,  dépend  un  peu  de  la 
température  de  la  décharge  précédente  et  est  plus  faible  quand  cette 
tempéra  tupg  a  été  maintenue  plus  élevée. 

De  rn^meque  le  potentiel  de  la  cathode  en  décharge  tend  à  se  rap- 
proclien  <ie  celui  de  Télectrode  supplémentaire  en  plomb  spongieux, 
lorsque  s'élève  la  température,  de  même  la  tension  cathodique  de 
cnarg'e    i^este  d'autant  plus  petite  que  la  température  est  élevée. 

i^Ç^dant  la  première  partie  (période  constante)  de  la  charge,  la 
diiiepexxce  est  faible;  elle  devient  plus  sensible  à  la  fin  de  la  charge. 

^^ï>s  les  expériences  entreprises  sur  les  trois  négatives  précé- 
dentôB,  déchargeante  la  même  densité  de  courant  rf  =  0,8  amp.  :  dm^ 
de  svirffi^je  apparente  et  à  la  même  température  (température 
ambiante,  25°  C),   puis  chargeant  à  la  même  densité  de  courant 

°'  ^  ^i4  amp.  :  dm*  de  surface  apparente,  mais  avec  les   tempéra- 

l«^^s  diftérentes  20,5,  40,5  et  60°  C,  nous  obtenions  pour  les  valeurs 

^^  ^^  tension  cathodique  celles  exprimées  dans  le  tableau  87. 

TABLEAU   87 


\ 


Tension  cathodique  en  volts  : 
correspondant  à  la  partie  stable 

de  la  courbe 

correspondant  à  la  fin  de  la 
charge,  quand  la  le  n  si  on  a 
atteint  sa  valeur  maxiiuu 


l  --.  20«,o  C. 


0,032 
0,200 


t  =  40-,6  C. 


0,024 
0,144 


t  =  60°  C. 


0,024 
0,080 


294 


LES  ACCUMUI^TEUR^  ÉLECTRIQUES 


Les  causes  déterminantes  de  ces  différences  sont  encore  ici:  dimi- 
nution de  la  résistance  intérieure  avec  la  température  et  égalisation 
plus  complète  des  concentrations  intérieure  et  extérieure  par  la 
diffusion  qu'accélère  la  chaleur. 

4**  Remarques  relatives  à  Vihfluence  de  la  température  sur  la  capa- 
cité. —  Nous  avons  montré  précédemment  comment  la  capacité  doit 
augmenter  avec  la  température,  par  suite  de  l'augmentation  du  coeffi- 
cient de  diffusion. 

Les  différente^  expériences  que  nous  venons  de  résumer  indiquent 
bien  que  cette  augmentation  de  la  capacité  ne  peut  provenir  ni  de 
l'élévation  de  la  conductibilité  ni  de  celle  de  la  force  électromotrice 
avec  la  température. 

Elles  s'accordent  toutes  pour  montrer  que  cette  augmentation  de 
capacité  avec  la  température  est  d'autant  plus  importante  que  la 
densité  de  courant  est  élevée,  phénomène  explicable  par  cette  consi- 
dération que  la  concentration  dans  les  pores  de  la  matière  active 
tend  à  baisser,  par  suite  de  la  sulfatation  due  à  la  décharge,  d'autant 
plus  rapidement  que  l'intensité  du  courant  est  grande,  et  que,  par 
suite,  c'est  dans  ces  conditions  que  l'augmentation  du  coefficient  de 
diffusion  doit  avoir  le  plus  d'iniluence. 

On  remarquera  que  l'élévation  du  coefficient  de  température  avec 
la  densité  de  courant  se  fait  sentir  davantage  encore  sur  les  néga- 
tives que  sur  les  positives  (pour  un  même  type  de  plaques),  fait  que 
l'on  peut  rapprocher  de  la  diminution  plus  rapide  de  la  capacité  en 
fonction  de  l'intensité  pour  les  plaques  négatives,  ainsi  qu'on  le 
verra  plus  loin. 

Pour  les  plaques  empâtées  le  coefficient  de  température  augmente 
un  peu  avec  l'épaisseur  de  la  matière  active.  Aussi  est-il  très  curieux 
de  constater  que,  tandis  que,  pour  les  plaques  genre  Faure,  le  coeffi- 
cient de  température  ne  dépasse  pas  la  valeur  0,024,  qui  est  celle  que 
l'on  admet  pour  le  coefficient  de  diffusion,  pour  les  plaques  à  grande 
surface  cette  dernière  valeur  est  souvent  dépassée. 

Les  nombreuses  influences  qui  viennent  d'être  examinées  montrent 
qu'il  est  impossible  d'établir  une  formule  générale  de  la  variation 
de  la  capacité  en  fonction  de  la  température,  car  une  telle  formule 
devrait  tenir  compte  du  type  de  plaque,  de  l'électrode  qui  limite  la 
capacité,  de  l'intensité  de  courant  et  d'autres  facteurs  encore, 
comme  la  concentration  de  l'acide,  qui  doivent  jouer  aussi  un  rôle 
très  important. 

Au  point   de  vue   pratique,  le  chauffage  des  batteries  en  vue  de 


CAPACITÉ  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


295 


/ 


VaugmentatioD  de  la  capacité  ne  peut  guère  ^tre  utilisé  à  part  des 
cas  exceptionnels,  et  les  causes  principales  qui  s'opposent  à  cette 

utilisation  sont  Taugmentation  des  actions  locales  à  la  négative  et 

aussi,  comme  on  le  verra  plus  loin  (p.  328),  la  diminution  de  durée 

des  négatives  avec  la  température. 
Cet  emploi  peut  cependant  être   avantageux  dans  les   batteries 

tampon  ;  mais  alors  il  ne  s'agit  plus  de  Taugmentation  de  la  capacité, 

mais  de  la  diminution  du  rapport  -—^  entre  les  tensions  moyennes  en 
charge  et  en  décharge. 


Capacité  respective  des  deux  électrodes  positive  et  négative.  — 
ï^'une  façon  générale,  on  trouve  que,  dans  les  mêmes  conditions  de 
constitution  et  de  fonction- 


'ïe/nent,   une  plaque  néga- 

^'ve  a  une   capacité   supé- 

^wure    à    une   positive   du 

^^me  type,  pour  les  faibles 

''ï  densités   et   au  début  du 

fonctionnement. 

.,.  ^^I^eTidant,     en     élevant 

"^terij^i^é  de  décharge,  on 

'^^st^it^  que  la  capacité  de 

'^^^^tive  baisse  plus  ra- 

^^^^«^^jit   que  celle  de   la 

V^sit.£\^^  et  peut  même  sou- 

devenir    inférieure    à 

^^^is  avons  mis  ce  fait  en 
^^1  ^^oe    en     traçant     les 

courl>^^  I  et  li  {fig.  125), 
qui  ^^  rapportent  à  deux 
Mu^^  à  grille  de  3"",5 
û^?^isseur,  empâtées.  Ces 
ûevkX     plaques,    constituées 

^^^^^^^uement  de  la  même  manière,  étaient  formées,  l'une  (l)  en  néga- 

Ivvfc,  et  l'autre  (II)  en  positive.  Après  formation  complète,  on  déter- 

tftvuaix  la  variation  de  capacité  avec  le  régime  de  décharge  au  début 

i\x  îouctionnement,  et  on  trouvait  dans  les  mêmes  conditions  les 

courbes  de  la  figure  125,  qui  montrent  bien  que  la  capacité   de  la 


50 


40 


5  30 


E 


10 


0 


1       2       3      4       s 

Intensité   en  Ampères 


Fio.  125.  —  Capacités  respectives  d'une 
positive  et  d'une  négative. 


296 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


r 


négative  supérieure  à  celle  de  la  positive  aux  régimes  lents  va 
s'en  rapprochant  de  plus  en  plus  aux  régimes  élevés.  Il  s'agit  ici  du 
début  du  fonctionnement,  point  important  à  signaler,  car,  ainsi 
qu'on  le  verra  plus  loin,  la  variation  de  la  capacité  avec  le  nombre  de 
décharges  n'a  pas  la  môme  allure  dans  les  deux  cas,  et  il  peut  arri- 
ver qu'au  bout  d'un  certain 
temps  de  fonctionnement  la 
capacité  de  la  négative  soit 
inférieure  à  celle  de  la  posi- 
tive à  tous  les  régimes. 

U.  Schoop  *  a  étudié  éga- 
lement la  variation  de  capa- 
cité en  fonction  de  l'inten- 
sité relative  à  des  électrodes 
■positive  et  négative  de 
même  conslitution  ^.  La  den- 
sité de  l'acide  était  1,17. 
Les  figures  69  et  70  indi- 
quent, pour  les  deux  genres 
de  plaques,  les  variations  de  force  électromotrice  E  et  de  différence 
de  potentiel  e,  anodiqueet  cathodique,  étudiées  à  l'aide  de  l'électrode 
supplémentaire  au  mercure. 

On  constate  bien,  d'après  ces  courbes  tracées  pour  des  intensités 
variables,  que  la  capacité  cathodique  diminue  plus  rapidement  que  la 
capacité  anodique  pour  les  intensités  élevées  ;  c'est  ce  qu'expriment 
plus  clairement  encore  les  courbes  de  la  figure  126,  qui  donnent  dans 
chaque  cas  la  variation  de  capacité  en  fonction  de  l'intensité. 

Influence  du  type  de  plaque  sur  la  capacité.  —  Harry  Wehrlin  ^  a 

1.  Zeitschrift  f.  Elektrotechnik,  t.  XIX,  p.  102;  —  Éclairaffe  électrique,  t.  XXIV, 
p.  63. 

2.  Les  constantes  de  ces  plaques  du  type  A.  Hagen  étaient  les  suivantes  : 


\ 

\ 

1 

v\ 

\ 

\ 

^ 

t 

^ 

Sui 

'Ah, 

v 

\A 

n 

\ 

^ 

S 

\ 

ts 

^ 

^ 

^ 

i 

V 

> 

\ 

\ 

\ 

< 

^ 

s 

\ 

Ane 

^ 

Ss 

V 

S 

V 

• 

"^ 

—■ 



( 

i 



/ 

s 

/ 

6 

; 

0 

2i 

A/np  Hêurti 

FiG.  126.  —  Capacités  respectives  des  positives 
et  des  négatives. 


Poids  des  plaques   formées  et 
sèches  à  l'air  en  grammes. . . 
Surfnce  totale  active  en  dm-.. 
Siii-face  [»lane,  en  dm- 

POSITIVE 
à 

GnAM)K    8LIIKACF. 

NÉGATIVE 
à 

ORAXOE  SL-rtiTACE 

POSITIVE 
à 

GRILLE 

NÉGATIVE 
à 

CfRlLLE 

2396 
34  ,r. 
.-1.75 
il 

2328 
34,0 
5,75 
11 

lîoO 
5,4 
5,4 
6 

llfiO 

5,4 
6 

Epaisseur  des  plaques,  en  mm. 

3.  Cenlvalhlatt  f.   A c cumulai oren  un d   Elementenkunde,  t.  II,   p.  33  et  4o  ; 
Eclairage  électrique,  t.  XXVII,  p.  224. 


CAPACITK  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


297 


Qéterminé  l'allure  des  courbes  de  capacité  des  positives  de  fabrica- 
tion différente.  Il  a  adopté  une  méthode  de  représentation  graphique 


i        9        1»      il       ii       tS      tt       tS     Temps  éi  (^bèaye  en  Aêu/sfS 


I 


'       2       ikStTSSIÛ        an       tS       /*       H    Ttmps  œ  aecnarge  e^Tfiëù.-^* 

FiG.  121.  —  Capacités  respectives  de  différents  types  de  plaques. 

parliculière  et  qui  consiste  à  porter  les  temps  de  décharge  en  abscisses 
^fig.  127)  et  les  capacités  correspondantes  en  ordonnées. 


298 


LES  ACI'.L'MILATEURS  ELECTRIQUES 


Si  on  trace,  pour  un  élément  déterminé,  plusieurs  courbes  se 
rapportant  à  des  différences  de  potenliel  variables  pour  la  fin  de  la 
décharge,  telles  que  celles  choisies  ici  :  1,80,1,85,  1,90,1,92, 1,95  volt, 
le  système  de  courbes  ainsi  obtenu  ne  donne  pas  seulement  la 
variation  de  capacité  avec  la  durée  de  la  décharge,  mais  aussi  Tallure 
même  des  décharges  pour  toutes  les  intensités.  En  effet,  en  joignant 
par  une  droite  un  point  quelconque  d'une  des  courbes  à  l'origine, 
cette  droite  représente  une  décharge  effectuée  à  une  intensité  a,  qui 
est  déterminée,  car  pour  tous  les  points  on  a  Téquation 

qui  peut  se  traduire  par  : 

capacité  =z  intensité  X  temps. 

Les  points  de  coupure  de  ces  droites  avec  les  cinq  courbes  donnent 
des  points  suffisants,  si  on  connaît'en  outre  les  différences  de  poten- 
tiel initiales,  pour  tracer  les  courbes  de  décharge  correspondant  aux 
différentes  intensités. 

Les  courbes  tracées  ici  {/ï(;.  127)  d'après  celte  méthode  sont 
affectées  d'un  indice  2,  3,  5,  qui  signifie  que  la  décharge  a  eu  lieu 
en  deux,  trois  ou  cinq  heures  (la  différence  de  potentiel  finale  étant 
!, 80  volt). 

L'auteur  a  étudié  comparativement,  de  cette  façon,  trois  éléments 
qui  différaient  essentiellement  par  la  construction  de  leurs  plaques. 
Dans  tous  ces  éléments,  les  négatives  avaient  une  capacité  supé- 
rieure aux  positives  et  ne  variaient  que  de  quelques  centièmes  de 
volt  pendant  la  décharge  ;  c'est,  par  conséquent,  une  étude  compa- 
rative de  positives  qui  est  faite  dans  ce  cas. 

Les  trois  éléments  étaient  choisis  de  telle  sorte  qu'ils  avaient 
même  capacité,  25  ampères-heures,  au  régimede  trois  heures  et  jusque 
1,80  volt.  Les  valeurs  indiquées  dans  les  courbes  des  différences  de 
potentiel  initiales  sont  celles  obtenues  quelques  minutes  après  le 
commencement  de  la  décharge,  lorsque  la  période  du  coup  de  fouet 
est  terminée  K 


\.  Les  constantes  des  éléments  sont  les  suivantes  :  Dans  rélénient  I,  la 
plaque  positive  est  une  plaque  à  grande  surface  construite  par  la  fabrique 
d'accumulateurs  Wùste  et  Rupprecht.  La  plaque  a  une  âme, et  les  nervures  dune 
face  croisent  celles  de  la  face  opposée.  Les  dimensions  de  la  plaque  sont 
105  X  165  millimètres,  et  0  millimètres  d'épaisseur,  dont  7  millimètres  d'àme.  Le 


à 


f 


CAPACITÉ  DE  1/ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  299 

Entre  les  trois  types  de  plaques  étudiées,  il  y  a  les  difTérences 
essentielles  suivantes  : 

La  plaque  à  grande  surface  1  a  une  quantité  de  peroxyde  relative- 
ment petite,  mais  répartie  en  couche  mince,  ce  qui  assure  une  très 
grande  surface  de  contact  entre  le  conducteur  et  la  matière  active, 
d'une  part,  et,  d'autre  part,  entre  celle-ci  et  Télectrolyte.  11  en  résulte 
une  résistance  moindre  de  matière  active  et  une  égalisation  plus 
rapide  des  concentrations  intérieure  et  extérieure  de  Télectrode. 

La  plaque  II  a  une  quantité  de  matière  active  environ  double,  mais 
en  couche  plus  épaisse.  Sa  surface  de  contact  entre  le  conducteur 
et  la  matière  active  est  encore  assez  élevée,  mais  beaucoup  moindre 
cependant  que  celle  de  la  plaque  I.  Le  courant  traverse  encore  assez 
également  toutes  les  parties  de  la  matière.  Entre  Télectrolyte  et  la 
matière  active  la  surface  de  contact  est  petite,  car  les  barreaux  de  la 
grille  recouvrent  une  partie  du  peroxyde. 

La  plaque  III  a  une  quantité  de  matière  un  peu  inférieure  à  II,  mais 
disposée  en  couche  plus  mince,  6  millimètres  au  lieu  de  7.  La  surface 
de  contact  entre  la  matière  active  et  le  conducteur  étant  très  petite, 
les  parties  voisines  de  celui-ci  travailleront  les  premières.  Par  contre, 
entre  Télectrolyte  et  la  matière  active  la  surface  de  contact  est  un 
peu  plus  grande  que  celle  de  II,  quoique  cependant  considérable- 
ment moindre  que  celle  de  I. 

rapport  entre  la  surface  active  et  la  surface  apparente  est  égal  à  8.  La  plaque  pèse 
2.500  grammes,  dont  environ  300  à  400  grammes  de  peroxyde. 

La  positive  de  l'élément  II  est  du  type  à  grille  construit  par  la  même  maison. 
EUe  est  constituée  par  des  pastilles  en  oxyde  de  plomb,  fabriquées  à  l'aide  d'une 
presse  spéciale,  et  munies  de  rainures  el  de  trous.  Ces  pastilles  sont  disposées 
les  unes  à  côté  des  autres  dans  un  moule.  Le  plomb  que  l'on  y  coule  ensuite 
remplit  les  rainures  et  les  perforations  que  pos.^èdent  celles-ci;  de  sorte  que 
toutes  les  pastilles  sont  bien  serties  et  que  les  deux  côtés  de  quadrillage  sont 
réunis  par  des  rivets  en  plomb.  La  plaque  essayée  ici  a  comme  dimensions 
195  X  165  millimètres  et  1  millimètres  d'épaisseur.  Son  poids  total  de 
1.600  grammes  se  décompose  en  720  grammes  de  peroxyde  et  880  grammes  de 
((uadrillage. 

Les  plaques  négatives  des  éléments  I  et  II  sont  de  ce  même  type,  mais 
d'épaisseur  .'5  millimètres  seulement. 

Les  courbes  Ili  se  rapportent  à  une  plaque  à  matière  empâtée.  C'est  un  quadril- 
lage composé  d'un  cadre  et  de  traverses  qui  le  divisent  en  cases  <\ue  l'on  remplit 
de  matière  active.  La  plaque  a  comme  dimensions  190  X  16*>  millimètres  et 
6  millimètres  d'épaisseur.  Son  poids  est  de  l.OijO  grammes,  dont  440  grammes  de 
quadrillage  et  610  grammes  de  peroxyde.  Comme  dans  le  cas  précédent,  la 
matière  est  perforée  et  la  plaque  possède  720  trous. 

On  a  adopté  le  même  montage  pour  les  trois  éléments;  la  distance  entre  les 
plaques  est  de  10  millimètres,  la  concentration  de  l'acide  est  de  23"  B.  fm  charge, 
et  sa  quantité  telle  que  la  variation  n'est  que  de  quelques  degrés  pour  les  ditle- 
rentes  décharges. 


300 


LKS  ACCUMULATEURS  ELECTRIQUES 


De  ces  considérations,  on  peut  déduire  que,  pour  Télément  I,  la 
capacité  sera  limitée  par  défaut  de  peroxyde,  tandis  que,  dans  les  deux 
autres  cas,  c'est  le  défaut  d'acide  dans  la  masse  qui  limitera  en  pre- 
mière ligne  la  capacité. 

La  courbe  des  différences  de  potentiel  initiales  [flg,  127),  plus  élevée 
pour  la  plaque  I,  montre  bien  pour  celle-ci  une  résistance  intérieure 
plus  faible  et  une  diffusion  de  Tacide  s'opérant  dans  de  meilleures 
conditions. 

Les  mêmes  courbes  des  plaques  II  et  III  indiquent  aussi  pour  cette 
dernière  une  plus  grande  résistance,  mais  une  plus  grande  facilité  de 
pénétration  de  Tacide.  C'est  ainsi  que  la  tension  initiale  étant  la 
même,  1,93  volt,  pour  la  décharge  en  cinq  heures,  dans  le  cas  des 
décharges  plus  rapides  la  plaque  II  donne  des  valeurs  supérieures 
à  la  plaque  III,  tandis  que  c'est  Tinverse  qui  se  produit  dans  le  cas 
des  décharges  plus  lentes. 

Les  mêmes  causes  expliquent  lallure  différente  des  courbes  de 
variation  de  capacité  avec  la  durée  de  la  décharge.  Celles  de  la 
plaque  1  montent  le  plus  vite  depuis  Torigine  pour  se  rapprocher  rapi- 
dement ensuite  de  Thorizontale.  Pour  les  décharges  effectuées  en 
moins  de  trois  heures  (on  sait  que  les  trois  plaques  ont  même  capacité 
en  ce  point),  comme  la  capacité  est  limitée  par  le  défaut  d'acide  à 
Télectrode,  il  est  évident  —  et  c'est  ce  qu'on  trouve  nettement  ici  —  que 
ce  sont  les  plaques  ayant  la  plus  grande  surface  de  contact  entre 
matière  et  électrolyte  qui  auront  le  plus  de  capacité. 

Pour  les  décharges  de  durée  croissante,  la  capacité  ne  monte  plus 
que  très  lentement  pour  la  plaque  I,  car  elle  est  bientôt  limitée  par 
la  faible  quantité  de  matière  active. 

Au  contraire,  la  plaque  II  et  surtout  la  plaque  III  ont  des  capacités 
augmentant  encore  fortement,  même  pour  des  décharges  déjà  très 
lentes.  Les  courbures  sont  dans  ce  cas  bien  moins  prononcées  que 
pour  la  plaque  I,  et  les  courbes  III,  avec  différences  de  potentiel 
finales  1,92  et  1,95  volt,  s'approchent  sensiblement  d'une  droite. 

Dans  les  courbes  de  décharges  tracées  d'après  les  courbes  précé- 
dentes, ainsi  qu'il  a  été  indiqué  plus  haut,  on  a  porté  en  abscisses  les 
ampères-heures  débités  et  en  ordonnées  les  différences  de  potentiel, 
pour  des  durées  variables  de  décharge.  On  remarque  d'abord  que, 
dans  les  trois  cas,  la  courbure  est  d'autant  plus  accentuée  à  la  fin  de 
la  décharge  que  celle-ci  a  été  effectuée  à  une  intensité  plus  faible  et, 
par  suite,  que  la  capacité  a  été  plus  grande.  Ce  phénomène  serait 
encore  plus  net  si  les  courbes   avaient  été    poussées   au-dessous 


CAPACITÉ  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


301 


"6  i,80  volt.  Il  s'explique  par  ce  fait  que,  lorsque  la  quantité  d'élec- 
tncité  prise  à  une  plaque  augmente,  les  deux  influences  :  défaut 

d'acide  et  défaut  de  matière  active,  superposent  de  plus  en  plus  leurs 

effets. 
On  remarque  également  que,  pour  une  même  intensité,  la  courbe 

de  décharge  tombe  plus  brusquement  pour  la  plaque  I  que  pour  la 

plaque  11  et  aussi  pour  celle-ci  que  pour  la  plaque  111.  C'est  que  la 


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xVti.  128.  —  Capacités  respectives  de  différentes  plaques  négatives. 

giière  active  de  la  plaque  I  travaille  beaucoup  plus  uniformément 
que  celle  des  deux  autres  et  que  la  plaque  III  est  dans  les  plus  mau- 
vaises conditions  à  cet  égard. 

C'est  aussi  ce  qui  explique  qu'en  pratique,  lorsqu'on  exige  une 
di/Térence  de  potentiel  finale  élevée,  on  perd  moins  de  capacité  avec 
la  plaque  à  grande  surface  qu'avec  les  plaques  à  matière  empâtée. 

Les  expériences  de  Wehrlin  sont  relatives  aux  plaques  positives. 
Pour  les  plaques  négatives,  on  trouve  les  mêmes  lois,  et  la  capacité 
varie,  en  fonction  de  l'intensité,  moins  avec  les  plaques  à  grande 
surface  qu'avec  les  plaques  empâtées,  et,  pour  celles-ci,  la  variation 
est  d'autant  plus  grande  que  l'épaisseur  de  la  matière  active  est  plus 
forte.  C'est  ce  qu'indiquent  nettement  les  courbes  de  la  figure  128 
qui  se  rapportent  à  trois  négatives  de  même  surface  totale  apparente. 
Pour  la  plaque  3  à  grande  surface,  dont  l'épaisseur  était  de  8  milli- 


302 


LES  ACCUMULATEURS  ELECTRIQUES 


mètres,  le  rapport  entre  la  surface  totale  active  et  la  surface  totale 
apparente  était  égal  à  6,53.  II  n'était  que  0,72  pour  la  plaque  2 
et  0,45  pour  la  plaque  i,  ces  deux  plaques  étant  du  type  Faure,  ne 
possédant  pas  d'âme,  et  ayant  pour  la  matière  active  une  épaisseur 
de  4  millimètres  (plaque  2)  et  6  millimètres  (plaque  1). 

Les  courbes  se  rapportent  à  la  capacité  initiale  <  (au  début  du  fonc- 
tionnement) et  à  la  concentration  d*acide  25"  B.  Aux  régimes  faibles, 
la  plaque  i ,  qui  possède  la  plus  grande  quantité  de  matière  active, 
donne  la  capacité  la  plus  élevée;  mats  cette  capacité  baisse  plus 
rapidement  ensuite  que  celle  de  la  plaque  2,  par  suite  de  la  plus 
grande  surface  active  de  cette  dernière. 

1.  Fait  important  à  signaler,  car,  en  général,  la  capacité  baisse  plus  rapidement, 
en  fonction  du  nombre  de  décharges,  pour  la  plaque  à  grande  surface  que  pour  la 
plaque  genre  Faure. 


CHAPITRE  X 
DURÉE  DES  PLAQUES  DE  L'AGGnHDLATEUR  AU  PLOMB 


Variation  de  la  capacité  des  positives  pendant  leur  fonctionnement. 
"^  Lorsqu'on  étudie  la  variation  de  capacité  des  plaques  positives 
^0  fonction  du  nombre  de  décharges,  on  trouve  des  lois  très 
variables  avec  les  différents  types  de  plaques. 

On  peut  ranger,  à  ce  point  de  vue,  les  plaques  positives  en 
trois  grandes  classes  : 

^"^  Plaques  à  grande  surface,  ou  plaques  genre  Planté,  caracté- 
risées par  un  support  en  plomb  doux,  capable  par  conséquent  de  se 
peroxyder  peu  à  peu,  ce  support  étant  très  développé  et  étant  recou- 
vert, par  un  procédé  de  formation  quelconque,  d'une  couche  exces- 
sivement mince  de  peroxyde,  qui  travaille  ainsi  sous  une  très  faible 
épaisseur  (souvent  inférieure  au  dixième  de  millimètre)  ; 

2*  Plaques  empâtées,  ou  plaques  genre  Faure,  caractérisées  par 
^n  support  en  plomb  inoxydable  (généralement  plomb  antimonieux) 
présentant  des  alvéoles  de  forme  quelconque  que  Ton  remplit  de 
Wiatière  active,  travaillant  ainsi  sous  une  épaisseur  qui  peut  être 
assez  élevée  et  atteint  toujours  plusieurs  millimètres  ; 

3®  Plaques  mixtes,  ou  plaques  genre  Faure-Planté,  caractérisées 
par  un  support  en  plomb  doux,  par  conséquent  peroxydable,  pré- 
sentant des  alvéoles  que  Ton  garnit  de  matière  active,  qui  travaille 
sous  forte  épaisseur,  comme  les  précédentes,  au  début. 

!•  Plaques  à  grande  surface,  —  Si  on  prend  une  plaque  genre 
Planté,  non  formée,  on  trouve  que  sa  capacité  croît  avec  le  nombre 
de  décharges  jusqu'à  ce  que  la  couche  de  peroxyde  obtenu  ait  atteint 
une  épaisseur  suffisante  pour  s'opposer  à  la  peroxydation  plus  pro- 
fonde du  support;  à  partir  de  ce  moment,  celle-ci  ne  se  fait  plus 
qu'au  fur  et  à  mesure  de  la  chute  du  peroxyde.  La  capacité  ne  subit 
plus  alors  que  des  fluctuations  dans  les  deux  sens,  et  qui  dépendent 


304  KES  ACCrMUI-ATEUKS  ÉLECTUF^^KJES 

des  conditions  de  fonctionnement;  selon  que  celles-ci  sont  favorables 
à  une  formation  plus  profonde  ou  à  une  chute  plus  active  de  matière, 
la  capacité  augmente  ou  diminue.  Ces  phénomènes  se  produisent 
jusqu'à  ce  que  le  support  en  plomb  doux  ne  renferme  plus 
suffisamment  de  métal  pour  assurer  la  solidité  mécanique  et  la  con- 
ductibilité électrique;  la  plaque  est  alors  complètement  usée. 
Cette  usure  peut  d'ailleurs  n'être  pas  absolument  régulière;  en 
général,  plus  importante  sur  certains  points,  elle  donne  lieu  à  des 
cassures  et  à  des  chutes  de  parties  de  plaque,  qui  rendent  encore 
plus  limitée  la  durée  de  cette  plaque.  Souvent  même,  bien  avant 
la  peroxydation  complète  du  support,  il  arrive  qu'une  plaque,  mal 
calculée,  doit  être  mise  hors  d'usage  par  suite  des  déformations 
excessives  qu'elle  a  subies  et  qui  sont  inévitables,  ainsi  qu'il  sera 
expliqué  plus  loin,  avec  ce  type  de  plaques. 

Lorsqu'une  plaque  genre  Planté  subit  une  formation  préalable, 
si  la  couche  de  peroxyde  produite  est  faible,  la  capacité  croît  dans 
la  suite  comme  dans  le  cas  précédent. 

Si  la  formation  a  donné  lieu  à  une  couche  de  matière  active  trop 
épaisse,  la  plaque  présente  au  début  une  capacité  plus  élevée,  mais 
qui  diminue  avec  le  nombre  de  décharges,  par  suite  de  la  chute 
de  matière,  jusqu'à  la  valeur  qui  correspond  au  fonctionnement 
en  Planté. 

Il  arrive  parfois  qu'une  mauvaise  formation  donne  une  couche 
initiale  de  peroxyde  insuffisamment  adhérente.  Dans  ce  cas, 
la  capacité,  élevée  au  début,  baisse  rapidement  avec  le  nombre  de 
décharges  et  passe  par  un  minimum  pour  remonter  ensuite  sous 
l'action  de  la  peroxydation  progressive  du  support. 

D'une  façon  générale,  la  durée  de  ce  type  de  plaque  dépend  de 
l'épaisseur  des  parties  actives  en  plomb  doux,  el,  comme  la  capacité 
est  proportionnelle  à  la  surface  active,  il  est  évident  que  la  durée  et 
la  capacité  massique*  doivent  varier  en  sens  inverse. 

2^  Plaques  ernpdt^es,  —  En  général,  avec  ce  type  de  positives, 
la  capacité  obtenue  est  maxima  au  début  du  fonctionnement  et  elle 
va  diminuant  avec  le  nombre  de  décharges,  par  suite  de  la  chute 
du  peroxyde.  Cette  chute  n'est  pas  compensée,  comme  dans  le  cas 
précédent,  par  la  formation  progressive  du  support,  celui-ci  étant 
beaucoup  moins  oxydable  et  présentant  une  faible  surface. 

Il  y  a  cependant  diff^'^rents  cas  particuliers  à  examiner  ici,  d'après 

1.  Capacité  rapportt'c  h  l'unité  de  masse  de  plaque. 


DURÉE  DES  PLAQUES  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  305 

les  façons  très  diverses  de  constituer  la  matière  active.  Lorsque 
le  peroxyde  obtenu  possède  une  faible  densité  apparente,  on  a  vu 
précédemment  (p.  258)  que  Ton  réalise  ainsi  les  meilleures  condi- 
tions de  bonne  utilisation  de  la  matière  active  et,  par  suite,  de  grande 
capacité.  Dételles  plaques  se  comportent  alors  comme  il  vient  d'être 
mentionné,  et  la  capacité  baisse  en  fonction  du  nombre  de  décharges. 
Au  contraire,  si  le  peroxyde  obtenu  est  très  peu  poreux,  la  capa- 
cité initiale  peut  être  beaucoup  plus  faible  que  dans  le  cas  précé- 
dent. J^^  capacité  croît  alors  avec  le  nombre  de  décharges,  malgré  la 
chute  de  matière  active,  par  suite  du  foisonnement  beaucoup  plus 
important  que  dans  le  cas  précédent,  foisonnement  qui  augmente 
peu  à  peu  la  porosité  de  la  matière  active,  et,  par  conséquent,  le  coef- 
ficient d'utilisation  de  celle-ci. 

Ce  dernier  phénomène  prend  d'autant  plus  d'importance  que  la 
matière  active  travaille  sous  une  plus  grande  épaisseur,  de  telle 
sorte  que,  pour  les  plaques  genre  Faure  d'une  certaine  épaisseur, 
la  courbe  de  variation  de  capacité  avec  le  nombre  de  décharges 
monte  d'abord  jusqu'à  un  maximum  pour  redescendre  ensuite  en 
fonction  de  la  chute  de  matière. 

^*  f^laques  mixtes,  —   Au   début  de  leur  fonctionnement,  ces 
Pjftques  travaillent  exactement  comme  les  précédentes.  Elles  n'en 
"*"èreut  qu'au  bout  d'un  certain  temps,  lorsque  le  support  en  plomb 
^"^  commence  à  se  peroxyder.  La  capacité,  au  lieu  de  baisser, 
"^'^^e  dans  le  cas  précédent,  par  suite  de  la  chute  de  matière  active, 
''^sier  constante  ou  même  augmenter,  la  formation  Planté  ame- 
^^  travail  des  quantités  nouvelles  de  peroxyde.  Il  est  d'ailleurs 
a  r^tn^rquer  que,  pour  maintenir  la  capacité  constante,  il  suffit  que 
\      formation  Planté  produise  un  poids  de  peroxyde  moindre  que 
lg  poids  de  matière  tombée  ;  on  sait  en  effet  que  le  coefficient  d'uti- 
lisation de  ce  peroxyde  travaillant  sous  faible  épaisseur  est  plus 
grand  que  celui  de  la  matière  empâtée. 

La  variation  de  capacité  en  fonction  du  nombre  de  décharges 
dépend  dans  ce  cas  du  profil  de  la  plaque.  Si  celle-ci  présente  un 
conducteur  très  multiplie,  laissant  par  conséquent  une  surface  faible 
à  la  matière  active  empâtée,  la  capacité  sera  faible  au  début  et 
s'élèvera  considérablement  dans  la  suite  lorsque  la  grande  surface 
du  quadrillage,  devenue  active,  travaillera  en  Planté. 

Si,  au  contraire,  le  quadrillage  en  plomb  doux  présente  un  faible 
développement  de  surface,  la  surface  et  le  poids  de  la  matière  empâtée 
seront  plus  grands  que  dans  le  cas  précédent,  et  la  capacité  initiale, 

20 


3C6 


LES  ACCUMUI^VTEURS  ÉLECTRIQUES 


plus  élevée  ;  en  revanche,  la  capacité  augmentera  beaucoup  moins 
dans  la  suite;  elle  pourra  même  baisser  un  peu,  si  la  surface  du 
support  est  insuffisante. 

4®  Expériences  sur   la   variation  de  capacité  des  positives  avec 
le  nombre  de  décharges.  —  Nous  avons  vérifié  ces  différentes  lois  en 


0  20406080100 


200 


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400  500 

Nombre    de  Décharges 

FiG.  129.  —  Courbes  de  variation  de  la  capacité  des  positives 
avec  le  nombre  de  décharges. 


étudiant  expérimentalement  les  variations  de  capacité. des  dififérents 
types  de  plaques  positives,  en  fonction  du  nombre  de  décharges. 

Les  résultats  en  sont  exprimés  dans  les  courbes  de  la  figure  129, 
les  capacités  ayant  été  rapportées  à  Tunité  de  surface  apparente 
de  positive  (S  =  2  A .  Z). 

Le  tableau  88  indique  les  principales  constantes  relatives  à  ces  dif- 
férentes plaques;  ces  constantes  ont  été  également  rapportées  à 
Tunité  de  surface  apparente. 


DURÉE  DES  PLAQUES  DE. L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


307 


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308  LES  ACCUMUIATEURS  ÉLECTRIQUES 

I.a  plaque  VI,  à  formation  Planté,  montre  une  capacité  croissante; 
la  plaque  VIT,  à  grande  surface,  qu'une  formation  profonde  au 
nitrate  a  recouverte  d'une  couche  assez  épaisse  de  peroxyde,  voit 
sa  capacité,  très  élevée  au  début,  descendre  jusqu  a  une  valeur 
constante. 

Entre  les  plaques  II  et  Y,  toutes  deux  empâtées,  il  n'y  a  de  diffé- 
rence que  dans  la  composition  de  Tempàtage.  Pour  la  première, 
dont  la  matière  active  est  très  poreuse,  la  capacité  croît  légèrement 
pendant  les  premières  décharges  pour  diminuer  régulièrement 
ensuite.  La  deuxième  possède  une  matière  active  de  densité  appa- 
rente plus  élevée  et,  quoique  renfermant  un  poids  supérieur  de 
peroxyde  (voir  le  tableau),  donne  une  capacité  initiale  beaucoup 
plus  faible  que  la  précédente;  cette  capacité  monte  assez  rapidement 
au  début,  très  lentement  ensuite,  pour  se  rapprocher  de  la  capacité 
de  la  première  après  un  assez  grand  nombre  de  décharges. 

Sur  la  plaque  I  à  grille  très  légère  de  3"", 5  d'épaisseur  et  garnie 
du  même  empâtage  que  II,  on  voit  très  nettement  l'influence  du 
foisonnement.  La  capacité,  déjà  très  élevée  au  début,  croit  jusqu'à  un 
maximum  pour  diminuer  rapidement  ensuite. 

Les  plaques  mixtes  III  et  IV  diffèrent  entre  elles  par  les  poids 
et  surfaces  de  matière  active  empâtée  et  par  les  surfaces  de  plomb 
doux  du  support.  La  première,  très  supérieure  à  la  seconde  sur  les 
deux  premiers  points,  donne  au  début  une  capacité  beaucoup  plus 
élevée.  Les  deux  plaques  augmentent  de  capacité  dans  la  suite;  mais 
alors  que  celle  de  III  croît  relativement  peu,  la  capacité  de  IV  s'élève 
considérablement  et  atteint  une  valeur  maxima  supérieure  à  celle 
de  III,  par  suite  de  son  plus  grand  développement  de  surface 
de  plomb  doux. 

Sur  la  durée  des  positives.  —  1°  Chute  de  la  matière  active.  — 
La  durée  des  plaques  positives  est  malheureusement  trop  vite 
limitée,  par  suite  du  phénomène  qui  parait  inévitable*  de  la 
chute  de  matière  active. 

Cette  chute  provient  en  partie  du  foisonnement.  On  appelle  ainsi 
Taugmentation  de  volume  que  subit  la  matière  active  pendant  son 

1.  On  constate  que,  inAme  en  retenant  mécaniquement  la  matière  active  sur  le 
support,  comme  il  est  fait,  par  exemple,  pour  les  plaques  ehtièremenl  recouvertes 
d'une  enveloppe  poreuse  ''porcelaine,  amiante,  etc.),  il  filtre,  au  travers  de  cette 
enveloppe,  une  quantité  croissante  de  matière,  composée  principalement  de  sul- 
fate de  plomb  à  l'état  très  ténu. 


DURÉE  DES  PI^QUES  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  300 

fonctionnement.  Cette  action  est  facile  à  démontrer.  On  sait  en  effet 
que,  pendant  la  décharge,  la  matière  active  se  sulfate  partiellement 
{proportionnellement  au  nombre  d'ampères-heures  d*après  la  théorie 
de  la  double  sulfatation)  ;  il  en  résulte  la  transformation  suivante  de 
la  matière  active  utilisée  :  une  molécule  de  PbO%  d'une  masse  rela- 
tive 239  à  la  fin  de  la  charge,  donnera  à  la  fin  de  la  décharge  une 
molécule  PbSO*  d'une  masse  relative  303. 

Si  on  se  rappelle,  d'autre  part,  que  la  densité  réelle  du  sulfate 
de  plomb  est  égale  à  fi,2,  tandis  que  celle  du  peroxyde  est  d'en- 
viron ^,4,  on  voit  qu'une  molécule  de  peroxyde,  qui  occupait  à  la  fin 
de  la  cliarge  un  volume  1,  présentera  un  volume  : 

303.  ?4.^,, 325 


239  .  6,2 


à  la  fin  de  la  décharge. 

En  sappossint,  pour  l'ensemble  de  la  matière  active,  un  coefficient 
d'utilisation  de  0,5,  ce  qui  correspond  sensiblement  au  maximum 
possible,  laugmentation  du  volume  total  de  matière  pendant  la 
décharge  se  fera  dans  le  rapport  : 

A  H    .   A  K   303  .  9,4 

*''^  +  <''^ -23976:1- =  *•*«• 

Ce  rapport  peut  être  désigné  sous  le  nom  de  coefficient  de  foison- 
nement cubique. 
Jl  s'ensuit  évidemment  que,  si  la  densité  apparente  du  peroxyde 

9  4 

est  supérieure  à  7-T0'  il  y  aura  augmentation  du  volume  apparent 

de  la  matière  active,  et  ceci  permet  d'expliquer  les  déformations  que 
prennent  certaines  plaques  du  type  Faure  à  empâtage  insuffisam- 
ment poreux,  sous  l'influence  des  pressions  exercées  par  la  sulfata- 
lion  de  celui-ci. 

Dans  tous  les  cas,  même  si  la  densité  apparente  du  peroxyde  est 
suflisamment  faible  pour  qu'il  n'y  ait  pas  augmentation  du  volume 
apparent,  une  modification  importante  au  point  de  vue  physique  se 
sera  produite  d'une  charge  à  la  suivante.  On  peut  considérer  en  effet 
le  peroxyde  initial  comme  constitué  d'une  série  de  cristaux  d'une 
certaine  grosseur  séparés  par  des  pores  dans  lesquels  circule  l'clec- 
Irolyte  ;  après  une  décharge,  la  partie  superficielle  de  ces  cristaux 
sera  sulfatée  et  aura,  par   suite,   augmenté  de  volume.   Lors  de 


310  LES  ACCrMLLATEURS  ÉLECTRIQUES 

la  charge  suivante,  ce  sulfate  va  régénérer  du  peroxyde,  mais  non 
plus  .sous  la  forme  du  cristal  unique  qui  lui  a  donné  naissance; 
ce  cristal  primitif  aura  diminué  de  volume  et  sera  recouvert  d'une 
série  de  cristaux  plus  petits  séparés  entre  eux  par  des  pores  où  cir- 
culera 1  electrolyte. 

Dans  ces  conditions,  on  conçoit  que  la  matière  active  positive 
doit  se  transformer  au  fur  et  à  mesure  de  son  utilisation  en  cristaux 
de  plus  en  plus  petits  et  déplus  en  plus  nombreux.  La  multiplication 
des  pores  permet  à  Taclion  électrolytique  de  pénétrer  plus  profondé- 
ment, ce  qui  explique  l'augmentation  de  capacité  souvent  constatée 
au  début  du  fonctionnement  des  plaques  genre  Faure.  Mais  la  dimi- 
nution de  grandeur  des  cristaux  rend  Tadhérence  de  la  matière 
active  au  support  plus  précaire,  et  celle-ci  se  détache  peu  à  peu  sous 
Faction  de  la  poussée  des  bulles  d'oxygène  qui,  formées  au  sein  de 
la  matière  active  superficielle,  se  dégagent  en  détachant,  comme 
ferait  un  levier,  les  fines  particules  de  matière. 

Ces  différentes  actions  se  produisent  d'abord  à  la  surface  de 
la  plaque  où  la  matière  active  est  mieux  utilisée  :  ce  sont  alors 
les  parties  superficielles  qui  tombent  les  premières;  puis  les  couches 
plus  profondes,  mises  à  découvert,  deviennent  à  leur  tour  mieux  uti- 
lisées et  tombent  également  peu  à  peu;  les  phénomènes  se  con- 
tinuent ainsi  jusqu'à  chute  complète  de  toute  la  matière  active. 

En  analysant  d'une  façon  semblable  le  foisonnement  des  plaques 
genre  Planté,  on  trouve  que  le  coefficient  de  foisonnement  est  encore 
plus  élevé.  En  effet,  on  part  ici  d'une  masse  de  207  grammes  de  plomb 
ordinaire  de  densité  11,4  et  on  la  transforme  par  la  formation  en 
239  grammes  de  peroxyde  de  densité  9,4;  l'augmentation  de  volume 
de  cette  première  transformation  se  fait  donc  dans  le  rapport  : 

207.9,4    -*»*"• 

Si  on  suppose  ensuite  à  la  décharge  suivante  un  coefficient  d'uti- 
lisation égal  à  0,5,  la  nouvelle  augmentation  de  volume  se  fait  dans 
le  rapport  1 ,46,  comme  en  l'a  vu  ci-dessus.  Il  en  résulte,  pour  le  coeffi- 
cient de  foisonnement  cubique  correspondant  à  l'état  fin  décharge, 
la  valeur 

i,40  .  4,46  =  2,045. 

Si  l'augmentation  de  volume  pouvait  s'effectuer  également  dans 
tous  les  sens,  le  coefficient  de  foisonnement  linéaire  serait  égal  à  la 


DURÉE  DES  PIAQUES  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  311 

racine  cubique  de  cette  valeur  ;  mais  il  n'en  est  pas  ainsi  par  suite 
de  la  résistance  mécanique  du  support  de  plomb,  auquel  adhère 
la  matière  active  et  qui  ne  peut  obéir  complètement  à  un  allonge- 
ment aussi  important  suivant  ses  deux  dimensions  planes;  c'est  donc 
dans  le  sens  perpendiculaire  au  plan  du  support  que  doit  se  produire 
le  foisonnement  linéaire  le  plus  important.  Néanmoins  il  en  résulte 
sur  le  support  des  efforts  très  puissants,  qui  ont  d'autant  plus  d'effet 
que  la  ténacité  du  plomb  doux  est  faible;  ainsi  s'expliquent  les 
allongements  des  bandes  ou  des  nervures  actives  des  plaques  à 
grande  surface  ou  des  plaques  mixtes  qui  travaillent  en  Planté. 
L'allongement  total  suivant  chaque  dimension  est  proportionnel  à 
cette  dimension  et  augmente  avec  le  nombre  de  décharges  ;  en  effet 
chaque  couche  nouvelle  de  plomb  qui  se  peroxyde  donne  lieu  à  de 
nouveaux  efforts  qui  s'exercent  sur  un  support  de  moins  en  moins 
résistant,  puisque  sa  section  diminue;  aussi  l'allongement  croît-il 
plus  rapidement  que  le  nombre  de  décharges. 

Dans  les  plaques  à  grande  surface,  on  doit  prévoir  ces  déforma- 
tions, et  c'est  pour  cette  raison  qu'un  intervalle  suffisant  doit  être 
ménagé  entre  l'extrémité  des  bandes  actives  et  le  cadre,  dans  le  cas 
où  les  plaques  sont  constituées  d'un  assemblage  de  bandelettes  de 
plomb  doux.  Dans  certaines  circonstances,  il  peut  arriver  que  les 
allongements  se  fassent  inégalement  des  deux  côtés  de  la  plaque,  qui 
alors,  outre  la  déformation  plane,  peut  présenter  un  gauchissement 
ou  gondolement. 

Pour  les  plaques  à  grande  surface,  il  arrive  quelquefois  qu'une 
formation  trop  rapide  (certaines  formations  électrochimiques)  donne 
un  peroxyde  insuffisamment  adhérent.  Dans  ce  cas,  les  efforts  de 
foisonnement  peuvent  avoir  pour  effet  de  détacher  complètement  du 
support  la  couche  active,  qui  forme  alors  une  écaille  et  ne  tarde  pas  à 
tomber. 

Avec  les  plaques  mixtes,  la  déformation  ne  survient  qu'après  un 
nombre  de  décharges  plus  considérable  que  dans  le  cas  précédent, 
car  la  formation  Planté  ne  se  produit  que  lorsque  le  support  vient 
en  contact  de  Télectrolyte  par  la  chute  de  la  matière  empâtée. 

La  chute  du  peroxyde  dans  le  cas  des  plaques  Planté  s'effectue 
pour  la  même  raison  expliquée  plus  haut,  relative  au  cas  des  plaques 
Faure. 

Celle  chute  de  matière  est  intéressante  à  étudier.  Nous  avons  fait 
cette  étude  parallèlement  à  celle  (p.  306)  de  la  variation  de  capacité 
en  fonction  de  la  durée,  pour  les  différents  types  de  plaques.  Les 


312 


LES  ACCUMUIATEURS  ÉLECTRIQUES 


courbes  de  la  figure  130  se  rapportent  aux  mêmes  plaques  et  aux 
mêmes  essais  que  la  figure  précédente  (129)  ;  elles  expriment  la  va- 
riation de  la  quantité  de  matière  déposée  en  fonction  du  nombre  de 
décharges.  Remarquons  de  suite  qu*une  masse  déterminée  de  peroxyde 
produit  une  masse  un  peu  plus  grande  de  dépôt,  car  celui-ci  renferme 


170 

SÎ160 

^/ 

m-t 

« 

S.150 

/ 

• 

3 

J140 

/ 

^ 

^r 

«130 

/ 

g 

y^ 

S  120 

gno 

y^ 

y^ 

|ioo 

y^ 

?   80 

\^                                   >^ 

E 

^                                 >^ 

■o 

>^                               / 

|80 

X            ^X 

1  '0 

S>  60 

S 

/^ 

y 

/;♦ 

g    50 

/ 

A 

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XX 

/^ 

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/       y 

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X 

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5^ 

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1   20 

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^^^«■""^"^ 

s 

jP^Vl - 

— ■ 

0  70  40  6OB010O 


?00 


3Q0 


roo 


40O  600  600 

Nombre  de  Décharges 

FiG.  130.  —  Courbes  de  chute  de  la  matière  active  positive 


800 


900 


1000 


toujours  une  proportion  assez  considérable  de  sulfate  de  plomb, 
proportion  que  nous  avons  reconnue  en  moyenne  voisine  de  50  0/0  *. 
En  adoptant  ce  dernier  chiffre,  on  trouve  que  239  grammes  PbO' 
donnent  un  dépôt  de  271  grammes.  Les  valeurs  suivantes  trouvées 
pour  les  dépôts  doivent  donc  être  réduites  dans  la  proportion  : 

239 

rrr  '-^  0,88  environ 

A  / 1 

pour  exprimer  la  chute  de  peroxyde. 

1.  Cette  proportion  peut  dépasser  90  0/0  dans  le  cas  où  la  matière  active  est 
retenue  sur  la  positive  par  une  enveloppe  poreuse. 


DURÉE  DES  PIAQUES  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


313 


TABLEAU    89 


SE-. 

M     1 

O  r. 

Ui 

S 

(S 

te, 

îitî 

-  '-  .. 

BsS 

1  = 

< 

"S.S 

TYPE  DE  PLAQUE 

PÉRIODES 
de 

si-: 

•< 

IËs| 

< 

H    S 

t  2  g  '^  M 

DÉCIIAROES 

toi 

M 

a  H  R 

e  M 

lis 

1  =  2 

H    o    o    « 

£  g  ..  S 

u 

£  o  «  ^  9* 

<  a  a 

•w  B.  hi  s 

g 

^  s  a  2  •< 

• 

0-  5îO 

0,50 

0,113 

0,023 

50-iOO 

1,25 

0,227 

0,016 

VI. 

Grande  surface.  ^ 

100-200 
200-300 

1,88 
2,40 

0,453 
0,453 

0,026 
0,026   , 

r     444 

0,036 

300-400 

3,25 

0,453 

0,036   ' 

400-444 

3,20 

0,453 

0,072 

VII 

.  Grande  surface. 

0-  50 
50-115 

3,80, 
2,88 

1,225 
1,225 

0,050 
0,083 

115 

0,066 

0-50 

5,88 

0,775 

0,068 

ï.  Empâtée. 

50-75 

5,94 

0,775 

0,067 

i       '^» 

0,068 

75-93 

3,00 

0,775 

0,500 

\ 

II.  Empdtée. 

0-  50 

3,80 

1,030 

0,068 

50-100 
100-200 

3,55 
3,'^5 

1,030 
1,030 

0,087   1 
0,068   , 

230 

0,073 

200-230 

3,00 

1,030 

0,072   ^ 

( 

0-  50 

50-iOO 

1  100-200 

2,28 

1,030 

0,070 

V.  Empâtée 

1 

2,32 
2,38 

1,030 
1,030 

0,095   1 
0,097   1 

230 

0,090 

'  200-230 

2,62 

1,030 

0,089 

0-  50 

4,00 

0,680 

0,090 

' 

. 

50-100 

4,05 

0,680 

0,067 

III.  Mixte. 

100-200 

4,40 

0,680 

0,051 

^     370 

0,053 

200-300 

4,90 

0,680 

0,044 

1 

200-370 

5,00 

0,680 

0,037 

0-  50 

2,15 

0,680 

0,091 

50-100 

2,25 

0,680 

0,059 

«00-200 

2,50 

0,680 

0,046 

200-300 

2,90 

0,680 

0,040 

IV.  Mixte.           i 

300-400 

3,60 

0,680 

0,037 

945 

400-500 

4,20 

0,680 

0,034 

0,043 

500-600 

4,75 

0,6S0 

0,040 

600-700 

5,38 

0,680 

0,035 

700-800 

5,65 

0,680 

o,o;<2 

800-900 

5,10 

0,680 

0,053 

900-945 

4,15 

0,680 

0,086 

314  I.ES  ACCUMILATEURS  Éf.KCTRTQUES 

Les  courbes  de  la  figure  130  monlrent  combien  est  diiïérente  la 
quantité  de  matière  déposée  pour  les  difTérents  types  de  plaques  : 
très  faible  pour  la  plaque  (VI),  qui  travaille  en  Planté  et  donne  une 
faible  capacité,  elle  est  au  contraire  très  élevée  pour  la  plaque  (I)  à 
grille  empâtée  donnant  une  très  grande  capacité.  On  remarque 
d'ailleurs  que  les  plaques  des  différents  types  se  classent  ici  dans  le 
même  ordre  que  dans  celui  des  capacités.  Aussi  nous  paraft-il  beau- 
coup plus  logique  d'évaluer  la  chute  de  matière  active,  non  en  fonc- 
tion du  nombre  de  décharges,  mais  en  fonction  du  nombre  d'ampères- 
heures  débités.  Les  valeurs  ainsi  obtenues  ont  été  relevées  dans  le 
tableau 89  delà  page  313. 

On  voit  par  ce  tableau  que,  rapportées  à  l'unité  de  capacité,  les 
masses  de  dépôt  deviennent  du  même  ordre  de  grandeur.  Plus  faibles 
pour  les  positives  à  formation  Planté,  c'est  avec  les  plaques  empâtées 
qu'ils  sont  les  plus  élevés. 

Pendant  la  plus  grande  partie  du  fonctionnement  d'une  positive 
Planté  (VI),  on  a  obtenu  un  dépôt  de  0«%02  à  0«f',03  par  ampère- 
heure. 

Les  plaques  à  grande  surface,  à  formation  électrochimique  (VII), 
peuvent  donner  un  poids  de  dépôt  comparable  à  celui  des  plaques 
empâtées.  . 

Pour  celles-ci,  il  y  a  lieu  de  considérer  la  forme  du  quadrillage  et 
la  constitution  de  Tempâtage.  Les  plaques  1  et  II,  de  forme  de  qua- 
drillage très  différente,  mais  de  même  empâtage,  donnent  des  dépôts 
spécifiques  voisins  ;  ceux-ci  sont  beaucoup  plus  difTérents  entre  les 
plaques  H  et  V,  qui  cependant  ont  le  même  quadrillage,  mais  dont 
l'empâtage  diiïère. 

Les  plaques  mixtes  se  placent  ici  aussi  entre  les  plaques  genre 
Planté  et  les  plaques  genre  Faure,  et  les  poids  de  dépôts  se  rap- 
prochent d'autant  plus  d'un  de  ces  deux  types  que  la  capacité  s'en 
rapproche  également. 

2°  Influence  de  la  forme  du  quadrillage  sur  la  durée  des  plaques 
positives  empalées.  —  La  grandeur  des  pastilles  de  matière  active  influe 
sur  la  chute  de  matière  active  dans  le  cas  des  plaques  empâtées  ou 
mixtes.  Elle  est  plus  active  quand  ces  pastilles  ont  une  plus  grande 
surface. 

Nous  avons  effectué  quelques  essais  relatifs  à  des  plaques  sem- 
blables constituées  de  bandelettes  horizontales  différemment  écartées 
et  laissant  entre  elles  des  alvéoles  de  25  millimètres  de  largeur  et  de 
hauteur  variable  empâtés  de  la  même  façon.  En  rapportant  à  l'unité 


DURÉE  DES  PLAQUES  DE  I /ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


315 


de  capacité,  nous  avons  trouvé  les  valeurs  consignées  dans  le   ta- 
bleau 90. 

TABLEAU    90 


HAUTEUR  DE  L'INTERVALLE 

S5  HILUMàTBES 

ÉPAISSEUR  DES  BANDES 

E.1  MltLIMÈTRE» 

CHUTE  DE  xMATIÈRE 

EM 

Grt.tAMV.-HEl'RI 

2 
2 

1 
1 
1 

0,5 
1,0 
0,5 
1,0 
2,0 

0,107 
0,117 
0,049 
0,059 
0,087 

Les  charges  et  décharges  étaient  eiTectuées  dans  les  mêmes  condi- 
tions à  une  densité  de  courant  de  1,35  amp.  :  dm^  de  surface 
apparente  ;  les  masses  de  dépôt  ont  été  prises  ici  jusqu'à  ce  que  le 
dépôt  ait  atteint  50  0/0  de  la  masse  de  matière  empâtée. 

On  voit  que  la  chute  augmente  bien  avec  la  grandeur  de  la  pastille. 
Bien  entendu,  dans  chacun  des  cas,  l'épaisseur  de  la  plaque,  et  par 
conséquent  de  la  matière  active,  était  la  même.  Pour  une  même 
hauteur  d'alvéole,  on  trouve  que  la  chute  de  matière  augmente  avec 
répaisseur  des  bandes,  parce  qu'avec  celle-ci  diminue  la  surface  de 
matière  active  pour  une  même  surface  apparente.  Il  en  résulte  une 
augmentation  de  la  densité  réelle  du  courant,  ce  qui,  comme  on  va 
voir,  influe  sur  la  chute  de  matière. 

3°  Influence  de  la  densité  de  courant  sur  la  dur^e  des  positives.  —  La 
durée  des  plaques  varie  avec  le  régime  auquel  elles  sont  soumises. 

Pour  les  positives,  nous  avons  recherché  la  grandeur  de  cette 
influence  sur  des  plaques  du  type  mixte  Faure-Planté. 

Deux  plaques  positives  exactement  semblables  *  étaient  soumises 
à  des  décharges  et  charges  successives,  sans  interruption.  L'une  de 
ces  plaques  était  déchargée  à  une  densité  de  courant  de  1,22  ampère 
par  décimètre  carré  de  surface  apparente,  et  l'autre  à  la  densité 
2,62  ampères  par  décimètre  éarré,  soit  un  peu  plus  du  double.  La 
densité  de  courant  de  charge  était  la  même,  soit  0,454  ampère  par 
décimètre  carré,  et  le  rendement  en  quantité  appliqué,  également  le 

1.  D'un  type  à  bandes  en  plomb  doux  disposées  horizontalement  et  dont  les 
intervalles  étaient  empâtés. 


316 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


même  (environ  0,70)  ;  la  concentration  d'acide,  semblable  pour  les  deux 
plaques,  était  égale  à  35^  B. 

Dans  ces  conditions,  les  capacités  obtenues  étaient  mesurées  avec 
soin,  et  la  masse  du  dépôt  de  matière  active  déterminée  périodique- 
ment. Les  valeurs  trouvées  sont  consignées  dans  le  tableau  91. 

Comme  on  le  voit,  il  y  a  très  peu  de  différence  quant  à  la  masse 
totale  de  matière  déposée,  celle-ci  étant  un  peu  plus  faible  pour  les 
décharges  plus  rapides  ;  mats,  si  on  rapporte  à  Tunité  de  capacité, 
on  voit  que  la  chute  de  matière  active  se  fait  plus  rapidement  dans 
le  cas  de  décharges  plus  rapides. 

TABLEAU   91 


Masse  des  dépôts  en  grammes  : 
de      0   à    50*  décharge 

DENSITÉ  DC  COURANT  DE  DÉCHARGE  1 

i.22  amp.  :  dinS 

2,62  amp.  :  dm« 

133 
131 
282 
271 

817 

0,093 
0,076 
0,099 
0,134 

0,101 

117 
113 
280 
293 

803 

0,109 
0,105 
0,132 
0,154 

0,132 

de    50»  à  I00«        »          

de  100*  à  200*        »          

de  200*  à  270*        »          

Masse    totale,    en    grammes,     après 
270  décharges 

Dépôt  en  grammes  par  ampère-heure  : 
de      0   à    50*  décharKe 

de    50*  à  100*        >>        

de  100*  à  200*        >»        

de  200*  à  270*         »>         

Dépôt  moyen, en  grammes,  par  ampère- 
heure,  de  0  à  270*  décharge. . . . 

Si  donc  on  évalue  la  durée  des  positives  en  nombre  de  décharges, 
on  voit  que  ce  nombre  peut  être  plus  élevé  dans  le  cas  des  dé- 
charges rapides  que  dans  celui  des  décharges  lentes.  Mais,  si  cette 
évaluation  se  fait  d'après  le  nombre  total  d*ampères-heures  que  peut 
donner  la  plaque,  on  trouve,  au  contraire,  une  valeur  plus  faible 
dans  le  cas  des  décharges  plus  rapides. 

Pour  un  même  régime  de  décharge  (même  intensité  et  même  ren- 
dement en  quantité  appliqué),  la  durée  dépend  également  de  Tin- 
tensité  de  charge.  C'est  ce  que  montrent  les  courbes  delà  figure  131, 
qui  se  rapportent  à  deux  positives  exactement  semblables  et  d'un 
type  à  grille  très  légère,  déchargées  dans  les  mêmes  conditions  à  la 
densité  de  courant  0,775  amp.  :  dm*  de  surface  apparente,  et  char 


DURÉE  DES  PLAQUES  DE  L'AGCL^IULATEUR  AU  PLOMB  317 

gées  :  I  à  0,581  et  II  à  0,387  amp.  :  dm'  de  surface  apparente.  La 
durée  de  celte  dernière  est  plus  élevée,  tant  comme  nombre  de  dé- 
charges complètes  que  comme  nombre  total  d'ampères-heures  débi- 
tés. Les  masses  de  matière  déposée  s'élèvent  à  49  gr.  :  dm*  après 
76  décharges  pour  I  et  89  décharges  pour  II,  ce  qui  correspond  res- 
pectivement à  0,139  et  0,11^  gramme  par  ampère-heure  débité. 

La  durée  des  positives  dépendant  non  seulement  du  nombre  de 
décharges,  mais  plus  encore  de  la  capacité  débitée,  il  importe, 
lorsqu'on  exprime  cette  durée  en  nombre  de  décharges,  de  bien 


40  60 

Nombre  de  décharges 

FiG.  131.  —  Variation  de  la  rapacité  de  plaques  positives  avec 
le  nombre  de  décharges. 

spécifier  si  celles-ci  sont  complètes,  c'est-à-dire  poussées  jusqu'au 
crochet,  ou  seulement  partielles  *. 

t°  Influence  de  Vépaisseur  de  la  matière  active  sur  la  durée  des  po- 
sitives. —  Nous  avons  effectué  des  expériences  relatives  aux  durées 
de  plaques  semblables,  mais  d'épaisseurs  différentes,  en  soumettant 
à  des  décharges  successives  complètes  deux  plaques,  l'une!,  consti- 
tuée par  une  grille  légère  d'épaisseur  3"*", 5,  et  l'autre  11,  composée 

1.  Nous  avons  constaté  que  des  plaques,  d'une  durée  d'environ  1.000  décharges 
complètes  avec  des  régimes  déterminés  de  décharge  et  de  charge,  peuvent  effectuer 
en  pratique  jusque  3.000  et  4.000  dérharges  quand  celles-ci  ne  sont  que  partielles, 
comme  il  arrive  dans  certaines  exploitations  de  tramways  à  accumulateurs. 


3i8 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


d'une  grille  semblable  mais  d'une  épaisseur  de  7  millimètres,  qui  est 
également  l'épaisseur  de  la  matière  active,  la  plaque  n  ayant  pas 
d'âme.  Le  rapport  de  la  surface  totale  de  matière  active  à  la  surface 
apparente  était  0,83  dans  les  deux  cas.  Les  plaques  étaient  déchar- 


150  16 

140  14 

130  13 

m  12 

?  110  .«3 11 
S       5 

iioo  2.10 


g  90  §  9 
•070;^  7 

êSO  J  s 


o40 


E 


11 Massc.dcP/>glinj«^^^^ 

A 

\ 

1  Masse  dePfrO^^x^iialç 

\ 

;^.^^^ 

\ 

y^     ^    / 

A 

^y^ 

' 

^^^^^^^^^^^^^^''^ 

4 

30  3 
20  2 
10     •  1 


0  5  10     20     30     40     50     60    70      80     90    100    110     120    130    140    l&O  160 
Nombre   de  Décharges 

FiG.  132.  —  Courbes  de  variation  de  capacité  et  de  chute  dé  matière  active 
en  fonction  du  nomore  de  décharges. 


gées  à  la  densité  de  courant  0,775  amp.  :  dm^  de  surface  apparente 
jusqu'à  la  différence  de  potentiel  1,70  (prise  avec  négative  de  capa- 
cité très  supérieure)  ;  les  charges  à  0,75  de  rendement  en  ampères- 
heures  étaient  effectuées  à  la  densité  de  0,58  amp.  :  dm^  de  surface 
apparente  ;  Télectrolyte  était  à  la  concentration  29**  B. 

Les  courbes  delà  figure  132  expriment  les  résultats  de  ces  essais. 
Elles  montrent  d'abord  Tinfluence,  croissante  avec  l'épaisseur,  du 
foisonnement  sur  la  variation  de  capacité;  c'est  ainsi  que,  pour  la 
plaque  II,  de  7  millimètres  d'épaisseur,  la  capacité  a  pu  doubler 
pendant  le  cours  du  fonctionnement.  Le  maximum  de  capacité  sur- 
vient d'autant  plus  lentement  que  l'épaisseur  est  plus  élevée. 

Exprimée  en  nombre  de  décharges  complètes,  la  durée  croît  rapi- 


DURÉE  DES  PLAQUES  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PIA)UB 


319 


dément  avec  Tépaisseur  de  matière  active;  elle  croît  plus  rapide- 
ment encore  si  on  l'exprime  en  nombre  total  d'ampères-heures. 

La  masse  de  matière  déposée  est  au  début  un  peu  plus  faible  en 
valeur  absolue  pour  II  que  pour  I.  En  rapportant  à  Tunité  de 
capacité  débitée,  cette  différence  devient  beaucoup  plus  considérable, 
ainsi  que  Tindique  le  tableau  92. 


TABLEAU    92 

PÉRIODE 
de 

fiiCHAROBB 

llm  EH  6UIIES  PAR  ilPlU-REDIE  DCBITt 

CORRESPONDANT  A   CETTE   PÉRIODE                   1 

I.  plaque  de  3,5  mm. 

II.  plaque  de  7  mm. 

0-54 

0,047 

0,024 

54-75 

0,608 

54-126 

0,028 

i26-i60 

0,094 

On  remarquera  que  les  densités  de  courant  étant  les  mômes,  mais 
les  quantités  d'électricité  débitées  et  chargées  si  différentes,  les 
décharges  et  les  charges  étaient  ainsi  beaucoup  plus  lentes  pour  II 
que  pour  I.  La  comparaison  serait  évidemment  intéressante,  faite 
pour  les  mêmes  temps  de  charge  et  de  décharge  dans  les  deux 
cas  ;  mais  elle  est  assez  difficile  à  réaliser  et  exigerait  Tadoption 
d'intensités  variables  par  suite  de  la  variation  de  capacité  pendant 
le  fonctionnement. 

5**  Influence  des  impuretés  de  Vélectrolyte  sur  la  durée  des  positives, 
—  Des  expériences  entreprises  en  vue  de  déterminer  Tinfluence  des 
différentes  impuretés  de  Télectrolyte  sur  la  durée  des  plaques  posi- 
tives* nous  ont  donné  les  résultats  suivants. 

A  l'état  de  traces,  les  impuretés  ordinaires  de  Tacide  ne  paraissent 
pas  influer  sensiblement  sur  la  chute  de  la  matière    active,  ainsi 


i.  Les  décharges  avaient  lieu  à  la  densité  de  courant  0,775  ampère  par  décimètre 
carré  de  surface  apparente,  et  les  charges  à  0,387  ampère  par  décimètre  carré.  Les 
plaques  étaient  du  type  à  grille  mince  empâtée. 


320 


LKS  ACCUMUIATEURS  ÉLECTRIQUES 


qu'on  peut  s'en  rendre  compte  par  le  tableau  93  qui  exprime  les  résul- 
tats de  ces  expériences. 

TABLEAU   93 


NUMÉROS  DES  PLAQUES            )    acidk 

lOhDIX&IRE 

2 

ACIDE 
POR 

3 

5 

7 

9 

Teneur  initiale  en  gr.  parlitre 
des  impuretés  de  Télectro- 
lyte,  concentration  29°  B.  : 

0,05 
0,07 
0,01 
0,075 

0,252 

0 

0 

0 
0 

0,226 

0,1 
0 
0 
0 

0,213 

0,14 

0 

0 

0,233 

0 
0 

0,02 
0 

0,220 

0 
0 
0 
0,15 

0,233 

HCl 

As 

Az^O» 

Dépôt  spécifique  de  matière 
active,   en    grammes    par 
ampère-heure  débité.  . . . 

Ces  valeurs  étaient  prises  après  50  décharges,  ce  qui  représentait 
sensiblement  la  limite  de  durée  de  toutes  ces  plaques  choisies  inten- 
tionnellement très  minces. 

Lorsqu'on  élève  la  teneur  des  impuretés  à  des  valeurs  beaucoup 
plus  fortes  et  tout  à  fait  anormales  en  pratique,  les  résultats  sont 
différents.  Avec  5  grammes  de  fer  par  litre,  nous  avons^  trouvé 
0»',393  par  ampère-heure  débité  pour  une  durée  inférieure  de  12  0/0 
à  la  précédente.  L'influence  du  fer  sur  la  durée  dépend  évidemment 
des  actions  locales  énergiques  qu'il  crée  et  qui  font  que,  pour  une 
même  quantité  d'électricité  débitée,  une  masse  plus  grande  de 
matière  active  est  engagée  dans  les  réactions  chimiques. 

Une  teneur  initiale  de  7  grammes  HCl  par  litre  procurait  une 
durée  inférieure  de  25  0/0  à  la  durée  normale;  cependant  ici  cette 
impureté  ne  paraissait  pas  agir  sensiblement  sur  la  chute  de  ma- 
tière active,  mais  principalement  sur  le  quadrillage  \  qui,  malgré  sa 
proportion  d'antimoine  (7,5  0/0  environ),  était  rapidement  attaqué, 
les  nervures  cassées  laissant  ensuite  tomber  des  parties  entières  de 
pastilles  de  matière  active. 

L'arsenic,  à  la  teneur  de  5  grammes  par  litre,  accélère  la  chute  de 
matière  active,  trouvée  dans  ce  cas  égale  à  0«f'',321  par  ampère- 
heure. 

1.  Si  on  considère  (Voir  le  chapitre  des  actions  locales)  que  le  chlore  s'élimine 
en  grande  partie  assez  rapidement  de  l'éiectrolyte,  on  voit  que  les  faibles  traces 
qui  subsistent  suffisent  à  produire  une  attaque  profonde  du  support. 


DURÉE  DES  PLAQUES  DE  L'ACCUMUIoATEUR  AU  PLOMB  321 

Pour  Tacide  nitrique  en  forte  proportion  (7«',5  Az*0^  aa  début), 
nous  avons  trouvé  pour  le  dépôt  spécifique,  après  50  décharges,  la 
valeur  0«%186  par  ampère-heure,  inférieure  à  la  valeur  normale.  Peut- 
être  cette  anomalie  est-elle  explicable  par  l'action  dépolarisante  de 
Tacide  nitrique  au  début,  la  réduction  de  celui-ci  correspondant  à  un 
certain  nombre  d'ampères-heures  débités  et  pour  lesquels  le  peroxyde 
n'a  pas  travaillé. 

^'*Rôle  de  la  concentration  de  t acide  et  de  la  température  sur  la  durée 
despositives.  —  En  ce  qui  concerne  Tinfluence  de  la  concentration 
de  Tacide  sur  la  durée  des  positives,  le  D*"  A.  PfalT^  a  fait  des  expé- 
riences qui  lui  ont  montré  que  la  durée  de  plaques  positives  à  grille 
fonctionnant  dans  Tacide  à  30*  B.  était  environ  les  92  à  94  centièmes 
de  celle  de  ces  marnas  plaques  travaillant  dans  Tacide  à  23*  B. 

Cet  auteur  ne  mentionne  pas  s'il  s'agit  du  nombre  de  charges- 
décharges  complètes  ou  du  nombre  total- d'ampères-heures,  ce  qui 
peut  être  très  différent,  la  capacité  augmentant  avec  la  densité 
d'acide. 

On  peut  dire  néanmoins  que  l'influence  de  la  densité  de  l'acide 
sur  la  durée  des  positives  est  relativement  faible,  du  moins  dans  les 
limites  de  concentration  ordinairement  employées. 

La  température  ne  paraît  pas  influer  très  sensiblement  sur  la  durée 
des  positives,  celle-ci  étant  exprimée  en  nombre  total  d'ampèr£p- 
heures,  car  on  a  vu  que  la  capacité  varie  très  notablement  a¥0C  la 
température.  Cette  influence  est  beaucoup  plus  sensible  sur  les  néga- 
tives, ainsi  qu'on  le  verra  plus  loin. 

7*  Conclusionsrelatives  à  la  durée  des  plaques  positives,  —  En  résumé, 
une  positive  a  une  durée  d'autant  plus  grande,  pour  un  même  type 
de  plaque,  que  l'épaisseur  de  matière  active  est  plus  forte,  s'il  s'agit 
de  plaques  empâtées,  ou  que  les  nervures  actives  en  plomb  doux  sont 
plus  épaisses,  s'il  s'agit  de  plaques  à  grande  surface. 

Comme,  dans  le  premier  cas,  la  matière  active  est  d'autant  mieux 
utilisée  qu'elle  travaille  sous  plus  faible  épaisseur,  et  que,  dans  le 
second  cas,  la  capacité  dépend,  pour  une  même  formation,  unique- 
ment de  la  surface  des  nervures  de  plomb  doux  actives  et  non  de 
l'épaisseur  du  plomb,  il  en  résulte  que  la  durée  ne  peut  être  augmen- 
tée qu'aux  dépens  de  la  capacité  spécifique. 

On  a  vu  précédemment  que  la  forme  du  quadrillage,  dans  le  cas 


i.  Centralblail  f.   Accumulatoren-  und  Elementenkunde,  t.  II»  p.  73  et  173;  — 
Eclairage  électrique,  t,  XXXI,  p.  293. 

21 


322  LES  ACCL/MULATEL'KS  ÉLECTRIQUES 

des  plaques  empâtées,  influe  également  sur  la  durée,  les  alvéoles  de 
petites  dimensions  procurant  un  plus  grand  nombre  de  décharges; 
mais  il  est  à  remarquer  que,  dans  ce  cas  aussi,  Taugmentation  de 
la  durée  se  fait  au  détriment  de  la  capacité  spécifique.  En  effet,  la 
diminution  de  grandeur  des  alvéoles  implique  une  augmentation  du 
poids  de  plomb  et  une  diminution  de  surface  et  de  poids  de  matière 
active,  car  l'épaisseur  des  nervures  du  quadrillage  ne  peut  être  prise 
trop  faible  sans  risque  de  compromettre  la  solidité  de  celui-ci;  ces 
deux  conséquences  tendent  toutes  deux  à  produire  une  capacité  spé- 
cifique plus  faible. 

Dans  le  cas  des  plaques  empâtées,  on  donne  souvent  aux  nervures 
du  quadrillage  en  plomb  antimonieux  une  épaisseur  plus  forte  que 
celle  que  nécessiteraient  la  solidité  mécanique  et  la  durée  de  Tempà- 
tagé,  afin  de  disposer  d'un  quadrillage  de  très  longue  durée,  malgré 
la  peroxydation  lente,  et  pouvant  supporter  un  certain  nombre  de 
réempâtagea  successifs  >. 

La  constitution  même  de  la  matière  active,  qui  peut  donner  lieu  à 
de  si  grandes  différences  de  capacité,  influe  également,  comme  il  a 
été  indiqué  précédemment,  sur  la  durée  d'un  empâtagë,  de  même 
que  le  procédé  déformation  a  une  influence  sur  la  durée  des  plaques 
à  grande  surface.  Signalons  aussi  que  la  pureté  de  Télectrolyte  em- 
ployé a  une  grande  importance  dans  ce  dernier  cas,  les  impuretés 
comme  le  chlore  et  Tacide  nitrique,  très  fréquentes  en  pratique,  réa- 
1  isant  pendant  le  fonctionnement  de  la  plaque  une  véritable  forma- 
tion  électrochimique  permanente  qui  accélère  la  peroxydation  et  par 
suite  l'usure  de  la  plaque. 

Les  autres  impuretés  comme  le  fer,  par  exemple,  agissent  pareil- 
le ment  sur  les  plaques  empâtées  ou  à  grande  surface  dont  elles  di- 
minuent la  durée  en  provoquantune  augmentation  des  actions  locales, 
et  par  suite  une  diminution  de  la  durée  exprimée  en  nombre  total 
d'ampères-heures  utiles. 

Indépendamment  de  l'influence  des  impuretés,  si  on  considère 
r  action  locale  entre  le  peroxyde  et  son  support,  on  doit  évidemment 
attribuer  à  celle-ci  une  action  destructive  d'autant  plus  sensible  que 
le  support  offre  plus  de  développement  et  moins  d'épaisseur,  comme 
il  arrive  dans  les  plaques  à  grande  surface. 


i.  Cette  façon  de  procéder  peut  donner  lieu  à  une  économie  d'entretien, 
puisque  après  chaque  période  de  temps  que  fait  l'empàtage  il  n'y  a  à  remplacer  que 
de  la  matière  active,  au  lieu  de  remplacer  la  plaque  entière. 


DURÉE  DES  PLAQUES  DE  LACCUMUL.VÏEUR  AU  PLOMB 


323 


Variation  de  la  capacité  des  négatives  pendant  leur  fonctionne- 
ment. —  D'une  façon  générale,  la  capacité  des  plaques  négatives, 
supérieure  pour  un  même  type  de  plaques  à  celle  des  positives,  au 
début  du  fonctionnement,  baisse  rapidement  d'abord,  plus  lente- 
ment ensuite  en  fonction  du  nombre  de  décharges. 

Quel  que  soit  le  type  de  plaques,  nous  avons  toujours  reconnu 
Texactitude de  cette  loi,  pour  laquelle  nous  n'avons  trouvé  qu'une 
seule  exception  relative  àcertaines  négatives  dont  le  plomb  spongieux 
provenait  de  la  réduction  du  chlorure  de  plomb  ;  dans  ces  cas,  la 
capacité  se  maintient  beaucoup  plus  constante  et,  fait  curieux,  peut 
même  croître  légèrement  dans  les  premières  décharges. 

La  classification  des  plaques  négatives  se  réduit  à  deux  groupes  : 
plaques  à  grande  surface  et  plaques  empâtées.  11  ne  peut  y  avoir  ici 
de  plaques  mixtes  pour  cette  raison  que,  pas  plus  que  le  plomb  anti- 
monieux,  le  plomb  doux  n'est  directement  transformable  en  plomb 
spongieux  par  la  charge,  cette  transformation  exigeant  la  sulfatation 
préalable  du  plomb,  sulfatation  qui  n'est  que  très  superficielle  ^ 

D'ailleurs,  il  n'y  a  pas  lieu  ici  de  pourvoir,  comme  dans  les  posi- 
tives, au  remplacement  progressif  de  la  matière  active,  celle-ci  ne 
tombant  pas  dans  les  négatives  bien  construites. 

Nous  avons  déterminé  la  variation  de  la  capacité  en  fonction  du 
nombre  de  décharges  pour  différent  s  types  de  négatives  dont  les  prin- 
cipales constantes  ont  été  résumées  dans  les  tableaux  94  et  95. 

TABLEAU   94 


NUMÉRO 
deU 

PLAQOB 

TYPE 
delà 

PLAQOB 

ÉPAISSEUR 
delà 

PLAQOB 

en   mm. 

POIDS 

bX   Pb   BPONGIEIX 

par  dm»  de 

surface  apparente 

en  grammes 

POIDS    TOTAL 

Df  LA   PLAQL'E 

par  dm2  do  surface 
apparente 
en  grammes 

SURFACE 

DE  3IATIÈHE  ACTIVE 

empfttée    par 

dm*^  de  surface 

apparente 

eo  dm2 

III 

grande 
surface 

8 

240 

II 

empâtée 

3,5 

62 

103 

0,83 

V 

empâtée 

3,5 

^2 

83 

0,83 

IV 

empâtée 

8 

55 

.  337 

0,76 

1.  On  verra  que  la  formation  des  négatives  exige  une  succession  de  charges 
dans  les  deux  sens  quand  il  s'agit  de  formation  Planté,  ou  une  réduction  de  la 
plaque  peroxydée  préalablement  quand  il  s'agit  de  formation  électrochimique. 


324 


LESi  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


TABLEAU    95 


NUMÉRO 
delà 

PLAQUB 

SURFACE 

TOTALE  ACTIVE 

du  support 
par  dm* 

de  surface 
apparente 
en  dm^ 

DKN 

DR     CO 

en  amp. 
surface 

OéCRARGB 

SITE 

DR  AXT 

:  dm3  da 
apparente 

CHAROB 

CONCEN- 
TRATION 

DB     l'acide 

en 
degrés    B. 

OBSERVATIONS 

III 

5,79 

0,78 

0,39 

25 

1 

Plaque  consUlaée par  des  ban- 
des horizontales  de  plomb 
doux,  ondulées;  formation 
élecirochimiqiie  et  réduction 
du  PbOS  en  Pb  par  le  cou- 
rant. 

II 

0,78 

0,39 

.  1 

Plaque  à  grille  légère.  EmpA- 
tage  poreux  donnant  an 
plomb  spongieux  de  densité 
apparente  3l9. 

V 

0,78 

0,39 

25       < 

Plaque  semblable  à  la  précé- 
dente. Pb  spongifiux  prove- 
nant de  la  réduction  du 
chlorure  de  plomb  ;  densité 
apparente  2,9. 

IV 

0,82 

0,41 

«1 

Plaque  à  augets.  Empfttage 
poreux  donnant  un  plomb 
spongieux  de  densité  appa- 
rente 9. 

Les  courbes  de  laî  figure  133  montrent  bien  que  la  capacité  diminue 


0      10      20     30     40      SO      60     70      80     30     100    110    1?0    130    140    ISO    160    170    180    19C 
Nombre    de  Décharges 

FiG.  133,  —  Variation  de  la  capacité  des  plaques  négatives  en  fonction 
du  nombre  de  décharges. 

avec  le  nombre  de   décharges,  plus  rapidement  au  début.  Seule  la 


DURÉE  DES  PLAQUES  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  325 

plaque  \^,  dont  le  plomb  spongieux  provient  de  la  réduction  du 
chlorure  de  plomb  par  le  zinc,  donne  une  capacité  qui  augmente 
au  début  et  ne  présente  ensuite,  après  être  passée  par  un  maximum, 
qu*une  diminution  insensible  en  fonction  du  nombre  de  décharges. 

Il  est  à  remarquer  que  ces  essais  se  rapportent  à  la  capacité  totale 
des  négatives  déterminée  jusqu'au  crochet,  soit  a  la  valeur  0,20  volt 
de  la  différence  de  potentiel  prise  avec  une  négative  témoin. 

1*  Causes  de  la  diminution  de  capacité  des  négatives.  —  Les  causes 
de  la  forte  diminutiondecapacité  des  négatives,  en  fonction  du  nombre 
de  décharges  ne  peuvent  pas  être  attribuées  à  une  chute  de  matière 
active.  On  constate  en  effet  que,  même  dans  le  cas  de  plaques  néga- 
tives à  poste  fixe  en  service  depuis  de  nombreuses  années  et  n^ayant 
plus  qu'une  capacité  très  réduite,  il  y  a  encore,  à  moins  d'accident, 
sensiblement  le  même  poids  de  plomb  spongieux  qu  au  début. 

A  Tinverse  de  ce  qui  a  lieu  à  la  plaque  positive,  la  matière  active, 
au  lieu  de  foisonner,  subit  une  véritable  contraction  pendant  son 
fonctionnement.  Cette  contraction  est  fonction  du  nombre  de  dé- 
charges ainsi  que  de  l'épaisseur  de  la  matière  active  et  de  sa  consti- 
tution. Elle  se  signale  de  différentes  façons  :  d'abord  par  une  dimi- 
nution de  la  porosité;  au  début,  le  plomb  spongieux  est  très  souvent 
assez  poreux  pour  être  traversé  sans  le  moindre  effort  par  une  fine 
aiguille  ;  après  un  certain  temps  de  fonctionnement  et  même  lorsque 
la  matière  active  n'est  pas  du  tout  sulfatée,  on  éprouve  des  difficultés 
de  plus  en  plus  grandes  à  traverser  les  pastilles  de  plomb  spongieux, 
dont  la  densité  apparente  a  augmenté. 

La  diminution  de  capacité  peut  être  déjà  très  considérable  avant 
'  qu  aucune  autre  modification  apparente  du  plomb  spongieux  ne  se 
soit  produite. 

Après  un  nombre  plus  considérable  de  décharges  et  de  charges, 
la  contraction  augmentant,  on  voit  alors  se  produire  dans  les  pas- 
tilles des  crevasses  dont  lalargeur  et  la  profondeur  vont  en  croissant. 
Dans  le  cas  où  l'adhérence  entre  la  pastille  et  son  support  est  insuf- 
fisante, la  contraction  laisse  la  pastille  en  une  seule  pièce  ;  mais 
celle-ci  se  détache  peu  à  peu  de  ce  support,  et  la  pastille  finit  par 
jouer  dans  son  alvéole  ;  la  diminution  de  capacité,  par  suite  de  con- 
traction de  la  matière  active,  peut  alors  se  compliquer  d'une  aug- 
mentation notable  de  la  résistance  intérieure.  Quelquefois  même,  — 
mais  le  cas  est  plus  rare,  —  le  jeu  devenant  suffisant,  la  pastille  peut 
n'être  plus  retenue  dans  son  alvéole  et  tomber  alors  parfois  en- 
tière. 


326  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Les  pastilles  provenant  d-e  la  réduction  du  chlorure  de  plomb  par 
le. zinc  et  qui  donnent  un  plomb  d'aspect  cristallin  et  de  densité 
apparente  très  faible  (pouvant  être  inférieure  à  3)  ne  présentent  qu'à 
un  degré  beaucoup  moindre  le  phénomène  de  contraction  et  peuvent 
rester  très  poreuses  pendant  un  nombre  considérable  de  décharges  . 

La  diminution  de  capacité  de  la  négative  peut  être  combattue  en 
régénérant  la  matière  sous  un  état  plus  spongieux.  Parmi  les  m  oyens 
que  Ton  peut  employer  pour  arriver  à  ce  résultat,  il  en  est  un  très 
simple  et  qui  consiste  à  faire  foisonner  le  plomb  contracté,  soit  en 
le  peroxydant,  par  le  courant,  soit  même  simplement  en  le  sul- 
fatant profondément;  dans  ces  cas,  il  y  a  augmentation  de  volume 
et  le  plomb  spongieux  qui  résulte  d'une  réduction  suivante  est 
devenu  plus  poreux,  ce  qui  augmente  sa  capacité.  On  remarquera 
ici  que.ropération  inverse  peut  être  effectuée  sur  les  plaques  posi- 
tives dans  les  cas  particuliers  où  la  matière  activé,  retenue  par  une 
enveloppe  poreuse,  ne  forme  plus,  par  suite  du  foisonnement  excès - 
sir,  qu'une  bouillie  épaisse  sans  consistance.  Il  suffit  alors  de  réduire 
à  rétat  de  plomb  spongieux  pour  obtenir  une  matière  négative  bien 
poreuse  et  à  grande  capacité  \ 

2^  Influence  de  différents  facteurs  sur  la  dur^e  des  négatives,  —  Les 
négatives,  bien  plus  que  les  positives,  sont  sensibles  aux  régimes 
excessifs,  et  la  diminution  de  capacité  se  fait  sentir  beaucoup  plus 
rapidement  dans  le  cas  d'intensités  de  décharge  et  de  charge  éle- 
vées que  dans  le,  cas  de  régimes  normaux.  La  façon  dont  on  utilise 
la  matière  active  a  également  une  très  grande  influence  :  si  toutes 
les  décharges  successives  sont  poussées  à  fond,  la  diminution  de  la 
capacité  peut  devenir  très  rapide,  particulièrement  quand  l'épais- 
seur de  la  matière  active  est  très  faible.  Nous  avons  recherché 
l'influence  de  l'épaisseur  de  la  matière  active  en  étudiant  à  ce  point 
de  vue  trois  plaques  identiques,  mais  d'épaisseurs  différentes  3,5  ;  7 
et  10,5  millimètres 2. 

1.  En  pratique,  lorsque  les  électrodes  sont  construites  de  façon  identique  aux 
deux  pôles  etprotégées  par  une  enveloppe  qui  retient  la  matière  active,  la  régéné- 
ration peut  consister  en  une  simple  inversion,  les  plaques  négatives  devenant 
positives  et  vice  versa.  L'inversion  redonne  alorà  à  Télément  sa  capacité,  limitée 
antérieurement  par  la  contraction  de  la  matière  négative;  mais  la  baisse  de 
capacité  survient,  en  général,  dans  la  suite,  plus  rapidement  que  dans  la  pre- 
mière période. 

2.  Toutes  ces  grilles  étaient  absolument  semblables  et  ne  différaient  que  par 
IV'paisseur  ;  la  composition  de  la  matière  active  était  la  même,  et  les  plaques 
étaient  essayées  aux  mêmes  intensités.  La  valeur  très  élevée  de  celles-ci  et  les 
décharges  poussées  très  loin  expliquent  la  prompte  diminution  de  Ja  capacité. 


DURÉE  DKS  PLAQUES  DE  L'ACCUMUL.VTEUR  AU  PLOMB 


327 


En  représentant  la  capacité  à  un  moment  donné  par  le  rapport  de 
celle-ci  à  la  capacité  initiale,  nous  avons  trouvé  les  valeurs  du 
tableau  96  : 

TABLEAU   96 


ÉPAISSEUR 

DK   LA    PLAQUE   £!«    MM. 

{APAGITC 

1?IITI  ALE 

CAPACITÉ 
après 

bO   DÉCHAR6KS 

CAPACITÉ 

après 

100  d£char9ES 

CAPACITÉ 
après 

150     DÉCHAROEH 

CAPACITÉ 
après 

200   DECHARGES 

3,5 
10,5 

1,0 
1,0 
1,0 

0,38 
0,77 
0,90 

0,41 
0,53 
0,78 

0,38 
0,48 
0,79 

0,28 
0,39 
0,78 

Avec  les  épaisseurs  croissantes,  la  baisse  de  .capacité  en  fonction 
du  nombre  de  décharges  prend  une  importance  de  moins  en  moins 
grande. 

Les  impuretés  que  peut  renfermer  Télectrolyte  agisaent  égale- 
ment pour  provoquer  une  diminution  plus  considérable  de  la  capa  - 
cité.  Dans  des  essais  eiïectués  en  vue  de  mesurer  cette  influence , 
nous  avons  pris  un  certain  nombre  de  négatives  très  minces,  afin 
d'avoir  une  diminution  plus  sensible;  ces  négatives,  exactement 
semblables,  étaient  chargées  et  déchargées  dans  les  mêmes  condi- 
tîons,  la  pureté  de  Félectrolyte  seule  variant  d'un  élément  à  l'autre. 

Dans  le  tableau  97,  qui  résume  les  résultats  obtenus,  on  a  exprimé 
la  capacité  après  un  même  nombre  de  décharges  (72  dans  ce  cas) 
par  le  rapport  à  la  capacité  initiale . 


TABLEAU 

97 

Impuretés  ^  initiales  en 
grammes    par    litre 
d'acide  à  29«  B.  : 

Fe 

1 

ACIDE 
PUR 

2 

ACIDE 
ORUINAIRB 

3 

4 

5 

6 

7 

0,00 
0,00 
.0,00 

0,05 
0,07 
0,0! 
0,075 

0,28 

0,40 

•0,00 

0,00 

0,00 

0,44 

5,00 
0,00 
0,00 
0,00 

0,22 

0,00 

o,u 

•0,00 
0,00 

0,44 

0,00 
0,00 
0,02 
0,00 

0,28 

0,00 
0,00 
0,00 
0,i5 

0,24 

Cl 

As 

Az^O^ 

0,00 
0,46 

Rapport  de  la  capacité 
après  72   décharges 
à  la  capacité  initiale. 

1.  On  verra,  dans  le  chapitre  des  actions  locales,  comment  varient  ces  propor- 
tions d'impuretés  dans  le  cours  du  fonctionnement. 


328  LES  ACCUMULATEURS  ÉXECTRIQUES 

Ce  tableau  montre  que  les  faibles  proportions  de  fer  et  de  chlore 
paraissent  avoir  moins  d*influence  que  celles  d'arsenic  ou  d'acide 
nitrique.  L'acide  ordinaire  qui  renferme  le  mélange  de  ces  diffé- 
rentes impuretés  donne  une  baisse  de  capacité  notablement  plus 
rapide  que  Tacîde  pur.  Les  fortes  proportions  de  fer  agissent  surtout 
par  augmentation  des  actions  locales  qui  font  travailler  plus  profon- 
dément le  plomb  spongieux. 

Relativement  à  Tinfluence  de  la  concentration  sur  la  durée  des 
négatives,  nous  ne  connaissons  pas  d'expériences  méthodiques.  On 
sait  cependant  que  la  contraction  de  la  matière  active  se  fait  beau- 
coup plus  rapidement  lorsqu'on  emploie  une  densité  d'acide  élevée. 

La  température  influe  considérablement  sur  la  durée  des  néga- 
tives. Dans  des  essais  relatifs  à  la  variation  de  capacité  des  néga- 
tives avec  la  température  (Voir  p.  289),  nous  trouvions  qu'après  un 
nombre  faible  de  décharges  (4  dans  ce  cas),  la  capacité,  qui,  comme 
on  sait,  varie  plus  rapidement  au  début,  avait  diminué  dans  les 
proportions  suivantes  (tableau  98)  : 

TABLEAU  98 

Rapport  entre  la  capacité,  après  4  décharges  à  température  variable,  à  la 
capacité  initiale,  les  deux  décharges  considérées  étant  effectuées  dans 
les  mêmes  conditions  de  température  pour  les  3  plaques  : 

Température  20o  C 0,94 

Tampérature  40°  G 0,90 

Température  60«  G 0,79 

3**  Conclusions  relatives  à  la  durée  des  plaques  négatives. —  La  durée 
des  plaques  négatives  peut  prendre  des  valeurs  très  variables  sui- 
vant la  signification  que  l'on  donne  à  cette  expression.  Si  on  entend 
par  durée  des  négatives  le  nombre  total  de  décharges  que  peuvent 
faire  les  plaques  négatives  avant  leur  dégradation  apparente,  ce 
nombre  est  toujours  très  considérable  et  tel,  pour  les  types  à  poste 
fixe,  qu'il  n'est  pas  rare  de  rencontrer  des  négatives  ayant  une  dizaine 
d'années  de  service. 

Cette  manière  d'exprimer  la  durée  n'est  cependant  pas  suffisam- 
ment explicite.  Pour  mieux  spécifier,  il  convient  de  joindre  au 
nombre  de  décharges  le  rapport  de  la  capacité  après  ce  nombre  de 
décharges  à  la  capacité  initiale.  Ce  rapport,  qui  indique  la  baisse 
de  capacité,  est  très  variable,  ainsi  qu'on  vient  de  le  constater,  avec 
les  différents  facteurs  :  procédé  de  constitution  de  la  matière  active, 


DURÉE  DES  PLAQUES  DE  L'ACCU  M  UIATEUR  AU  PLOMB  329 

densité  de  courant,  facteur  d'utilisation  de  la  capacité,  épaisseur  de 
la  matière,  concentration  de  Tacide,  température,  impuretés.  Toutes 
ces  influences  sont  ici  beaucoup  plus  sensibles  que  sur  les  positives. 

Généralités  siœ  la  variation  de  capacité  des  éléments  pendant  leur 
fonctionnement.  —  L'étude  que  nous  venons  de  terminer,  relative 
à  chacune  des  deux  électrodes,  permet  de  comprendre  dans  tous  les 
cas  les  différentes  fluctuations  de  capacité  d'un  élément  pendant  son 
fonctionnement.  Dans  la  plupart  des  cas,  la  capacité  initiale  est 
limitée  par  Télectrode  positive.  Cest  donc  celle-ci  qui,  au  début, 
guidera  la  variation  de  capacité  ;  cette  capacité  augmentera  ou  dimi- 
nuera selon  le  type  de  positive  utilisée  (Voir  les  courbes  de  la  figure 
129).  Après  un  certain  nombre  de  décharges,  il  arrive  très  souvent  que 
la  capacité  de  Télectrode  négative,  baissant  très  rapidement  au  début, 
devient  inférieure  à  celle  de  la  positive.  La  capacité  de  l'élément  passe 
par  une  deuxième  phase,  et,  si  la  positive  a  donné  lieu  au  début  à  une 
élévation  de  capacité,  descend  progressivement  avec  la  négative, 
après  avoir  passé  par  un  maximum.  Cette  deuxième  phase,  plus 
ou  moins  longue,  peut  être  suivie  d'une  troisième  lorsque  la  positive 
arrive  à  la  fin  de  son  existence  ;  celle-ci  étant  le  plus  souvent  mar- 
quée par  une  baisse  plus  rapide  de  la  capacité  en  même  temps  que 
par  une  chute  plus  grande  de  matière  active,  la  capacité  de  l'élément 
suivra  celle  de  la  positive  et  baissera  plus  rapidement.  Si,  à  ce 
moment,  on  remplace  l'électrode  positive  seule,  on  ne  retrouvera 
plus  la  capacité  initiale,  mais  une  capacité  plus  ou  moins  réduite 
suivant  la  baisse  de  capacité  due  à  l'électrode  négative. 

Ces  variations  peuvent  être  un  peu  différentes  dans  certains  cas 
et  notamment  par  l'emploi  de  négatives  à  capacité  presque  constante  ; 
mais  c'est  là  un  cas  tout  à  fait  particulier,  celui  cité  plus  haut  étant 
le  plus  général. 


CHAPITRE  XI 
ACTIONS  LOCALES  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


On  appelle  actions  locales  les  actions  chimiques  qui  s^accom- 
plissent  à  Tintérieur  d'un  élément  sans  donner  lieu  à  de  Ténergie 
utilisable.  Dans  Tétudedes  actions  locales,  on  peut  distinguer  celles 
qui  se  produisent  dans  un  élément  normal,  c'est-à-dire  constitué  de 
produits  purs,  et  enfin  les  actions  qui  peuvent  provenir  d'impuretés 
comme  celles  que  renferment  à  l'état  ordinaire  les  différentes  subs- 
tances constitutives  de  Taccumulateur  :  plomb,  oxydes  de  plomb  et 
acide  sulfurique. 

Dans  un  élément  à  substances  pures,  ily  a  à  considérer  les  actions 
purement  chimiques  et  les  actions  électrochimiques.  Parmi  les  pre- 
mières il  faut  étudier  l'attaque  du  plomb  spongieux,  du  peroxyde  et 
des  supports  par  l'électroly te. 

Actions  chimiques.  —  L'action  chimique  de  l'acide  sulfurique  sur 
les  supports  peut  être  négligée,  car  le  plomb  métallique  pur  aussi 
bien  que  le  plomb  antimonieux  sont  considérés  comme  inattaquables 
par  l'acide  étendu  ordinairement  employé  dans  les  conditions  de 
température  ordinaire. 

Pour  être  plus  exact,  il  convient  de  dire  que  dans  ces  cas  l'attaque 
n'est  que  superficielle,  le  métal  se  recouvrant  d'une  couche  excessi- 
vement mince  de  sulfate  de  plomb  qui  protège  le  métal  sous-jacent. 

Il  n'en  est  pas  de  môme  de  l'action  sur  le  plomb  à  l'état  spongieux 

comme  il  se  trouve  à  la  négative.  Ici  l'action  chimique  qui  se  traduit 

par  l'équation 

Pb  -r  H2S0*  =  PbSO*  +  H» 

se  produit  intérieurement  par  suite  de  l'état  de  division  extrême  du 
plomb. 


ACTIONS  LOCALES  DE  LACCl'Ml'IATEUR  AU  PLOMB  331 

Elle  est  d'autant  plus  importante  que  lacide  est  plus  concentré. 
Avec  les  solutions  d*acide  sulfuriquede  densité  supérieure  à  1,43,  la 
sulfatation  se  fait  très  rapidement.  Elle  doit  dépendre  en  outre  de 
l'épaisseur  de  la  matière  et  de  sa  porosité. 

Pour  avoir  une  mesure  de  la  grandeur  de  ces  actions,  nous  avons 
pris  des  négatives  que  nous  avons  abandonnées  à  la  (in  de  la  charge 
dans  des  acides  de  densités  différentes.  Ces  négatives  étaient  d'un 
type  à  pastilles  de  6  millimètres  d'épaisseur  avec  des  alvéoles  de 
2  centimètres  de  côté  environ.  Le  plomb  spongieux  de  ces  plaques 
possédait  une  porosité  très  grande,  la  densité  apparente  en  était  H,0  à 
3,5.  La  quantité  de  sulfate  de  plomb  formé  était  dosée,  et  pour  cela 
on  prélevait  de  temps  en  temps  un  échantillon  qui  se  composait  d'une 
pastille  entière  ;  ainsi  on  pouvait  être  certain  d'avoir  la  composition 
moyenne  de  la  matière.  On  a  pris  comme  concentration  d'acide  les 
deux  densités'rf  =  1,49  ei  d  =  1,32,  entre  lesquelles  on  rencontre 
le  plus  fréquemment  les  électrolytes.   . 

Les  résultats  obtenus  ont  été  les  suivants  *  (tableaux  99-100)  : 

TABLEAU   99 
NM  :  din  1,32 

PROPORTION  DB  SO'Pb  CONTENU  DANS  LA   MATIÈRE 

De  suite  après  charge 2,9  p.  100 

Après  24  h.  30; 7,9  — 

—  97  h 13,2  — 

—  4H7  h 55,2 

TABLEAU    100 

N°2:rfr=:l,19 

PROPORTION  DE  SO*Pb  CONTENU  DANS  LA  MATIERE 

De  suite  après  charge 0,70  p.  100 

Après  48  h 1,45         — 

—  96  h 3,10         — 

—  i92  h 9,90         - 

—  408  h 11,70         - 

Ces  nombres,  ainsi  que  les  courbes  1  et  2  de  la  Rgure  134  qui  les 
expriment,  montrent  nettement  Tinfluence  de  la  densité  de  Tacide 
sur  les  actions  locales  à  la  négative,  et  principalement  ici  sur  Tac- 


1.  Éclairage  éUclvique,  t.  XVI,  p.  133;  23  juillet  1898. 


332 


LK8  AGCUMCLATEURS  ELECTRIQUES 


lion  chimique  du  plomb  ;  ils  indiquent  aussi  que  les  densités  éle- 
vées (ne  dépassant  pas  1,32)  peuvent  encore  être  employées,  à  condi- 
tion qu'il  n'y  ait  pas  de  temps  d^isolement  excessifs. 

Pour  une  concentration  d'acide  déterminée,  les  actions  locales  à  la 


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70 
50 

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I      20 


Timps  ta  Heures 
FiG.  134.  —  Courbes  de  sulfatation  de  plaques  négatives. 

négative  dépendent  en  outre  notablement  de  la  température;  elles 
deviennent  même  considérables  lorsque  celle-ci  atteint  60"  C. 

Les  courbes  que  nous  avons  tracées  [fig.  124)  montrent  très  net- 
tement cette  dépendance,  qui  est  due  surtout  à  l'augmentation,  avec 
la  température,  de  l'action  chimique  directe  entre  le  plomb  spongieux 
et  Tacide  sulfurique. 

Comme  action  chimique  directe  à  la  négative,^  il  convient  égale- 
ment de  signaler  Taction  de  Teau  oxygénée  qui  peut,  dans  les  con- 
ditions que  nous  avons  antérieurement  indiquées,  exister  à  1  état  de 
traces  dansTélectrolyte,  soit  qu'elle  ait  été  formée  directement,  soit 
qu'elle  provienne  de  la  décomposition  deTacide  persulfurique.  L'eau 
oxygénée  oxyde  le  plomb  spongieux  qui  se  transforme  en  sulfate,  en 
présence  de  Tacide  sulfurique. 

Cette  action  locale  est  toujours  très  faible,  Teau  oxygénée  n'exis- 
tant qu'à  Tétat  de  traces  dans  Télectrolyte. 

A  la  positive,  les  actions  purement  chimiques  doivent  être 
faibles,  Tacide  sulfurique  est  en  effet  sans  action  sur  le  peroxyde  de 
plomb. 

Cependant  l'action  des  corps  suroxygénés  de  Télectrolyse  n'est 
pas  négligeable  ;  c'est  ainsi   que   Tcau    oxygénée  transforme   le 


ACTIONS  LOCALES  DE  L'ACCUMUIJVTEUR  AU  PLOMB  333 

peroxyde  en  hydroxyde  avec  dégagement  d'oxygène.  C'est,  sans 
doXite,  ce  qui  explique  qu'une  positive  absolument  exempte  de  sul- 
fate de  plomb  et  d'acide  sulfurique,  et  chargée  dans  l'eau,  voit  peu  à 
peu  son  peroxyde  se  transformer  en  flocons  blancs  d'hydrale  d'oxyde 
inférieur  qui,  très  volumineux,  se  détachent  en  partie  de  la  plaque 
et  viennent  flotter  dans  le  liquide* 

Quant  à  l'action  de  l'acide  persulfurique,  elle  a  été  étudiée  par  Elbs 
et  Schœnner,  qui  ont  trouvé,  ainsi  qu'on  a  vu  dans  le  chapitre  de  la 
théorie  chimique,  que  le  peroxyde  est  décomposé  par  cet  acide, 
avec  formation  de  sulfate  de  plomb  et  dégagement  d'oxygène. 

Certains  auteurs  expliquent  par  les  deux  réactions  précédentes 
le  dégagement  d'oxygène  ^  de  la  matière  active  positive,  laissée  au 
repos  à  l'état  chargé,  même  dans  le  cas  où  cette  matière  a  été  déta- 
chée de  son  support,  ce  qui  exclut  l'hypothèse  de  l'action  due  au 
couple  avec  celui-ci. 

Pour  étudier  l'importance  de  l'action  locale  due  à  la  décomposi- 
tion du  peroxyde  de  plomb  par  les  produits  suroxygénés  de  l'élec- 
trolyte,  Robertson  prit  deux  quantités  égales  de  peroxyde  de  plomb, 
et  versa  sur  chacune  d'elles  100  centimètres  cubes  d'acide  prélevé 
dans  le  voisinage  de  la  plaque  positive  d'un  élément  en  pleine 
charge.  Il  se  dégagea  très  lentement  une  certaine  quantité  d'oxy- 
gène. Au  bout  d'une  quinzaine  de  jours,  on  détermina  la  quantité  de 
peroxyde  restant  dans  chaque  échantillon,  et  on  trouva  que  la  pro- 
portion de  ce  corps  avait  varié  de  97,4  0/0  à  93,94  et  94,04  0/0,  res- 
pectivement. 

Estimant  a  Os'fOl  à  0^^02  par  litre  la  teneur  d'un  électrolyte  ordi- 
naire en  oxygène  actif,  Robertson  a  calculé  qu'un  élément  de  2â  litres 
pourrait  perdre  par  cette  action  locale  particulière  3,25  à  7*'',50  de 
peroxyde,  qui  se  transformeraient  en  sulfate,  quantité  correspondant 
à  1  à  2  ampères-heures. 

Actions  éleotroohimiques.  —  Les  actions  électrochimiques  se  pro- 
duisent entre  le  support  et  la  matière  active  qui,  n'étant  pas  sem- 
blables, donnent  lieu  à  des  couples.  A  la  négative,  ce  couple  a  une 
valeur  très  faible.  On  sait,  en  effet,  que  le  plomb  ordinaire  fraîche- 
ment gratté  donne  une  force  électromotrice  sensiblement  égale  à 
celle  du  plomb  spongieux.   La  différence  est  plus  grande  avec  le 


1.  On  a  vu  antérieurement  que  Darrieus  attribue  ce  dégagement  à  la  décompo- 
sition progressive  de  Tacide  persulfurique  instable. 


334 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


plomb  ordinaire  oxydé  superficiellement,  et  elle  atteint  0,49  volt 
environ,  quand  il  s'agit  d'un  quadrillage  en  plomb  doux,  et  0,54  volt 
environ  avec  un  support  en  plomb  antimonié  à  8  à  10  0/0. 

D'après  Darrieus',  les  valeurs  des  différents  couples  locaux  qui 
peuvent  exister  dans  l'accumulateur  seraient  exprimées  par  le 
tableau  101  à  double  entrée. 

TABLEAU    101 


Litharge 

PEROXYDE 

DB  PLOMB 

LITHARGE 

PLOMB 

A?ITIMO.XI«DX  S 

PLOMB  DOUX  S 

1,04  volt 
1,40 
1,46 
1,94 

0,033  volt 

0,085 

0,olO 

0,06H  volt 
0,520 

0,460  volt 

Plomb  antimonieux  2. 

Plomb  doux  3 

Plomb  spongieux 

Eu  laissant  de  côté  l'action  du  couple  peroxyde  |  acide  sulfurique  | 
oxyde  inférieur  qui,  d'après  Darrieus,  serait,  comme  on  a  vu  précé- 
demment, la  seule  cause  de  la  formation  du  sulfate  do  plomb  à  la 
positive,  on  voit  qu'à  chacune  des  électrodes  il  y  a  production  d'un 
couple  local  entre  la  matière  active  et  son  support.  Sous  l'action  de 
ce  couple,  à  l'électrode  positive,  le  peroxyde  se  réduit  pendant  que 
le  quadrillage  s'oxyde,  principalement  quand  celui-ci  est  en  plomb 
doux.  A  l'électrode  négative,  l'action  est  beaucoup  plus  faible,  la 
valeur  du  couple  entre  le  plomb  du  support  et  le  plomb  spongieux 
étant  très  faible  ;  le  résultat  de  cette  action  est  une  sulfatation  du 
plomb  spongieux  et  un  dégagement  d'hydrogène. 

Ces  différentes  actions  locales  furent  mises  en  évidence  en  1882, 
par  Gladstone  et  Tribe  3,  qui  remarquèrent  qu'en  plongeant  dans 
l'eau  une  lame  de  plomb  recouverte  de  peroxyde,  celui-ci  se  réduit 
et  passe  du  brun  au  jaune.  Le  même  phénomène  a  lieu  dans  Teau 
acidulée  sulfurique,  mais  avec  production  de  sulfate  de  plomb. 

Quand  la  couche  de  peroxyde  est  très  mince,  sa  transformation  en 
sulfate  se  fait  rapidement,  et  on  la  perçoit  très  aisément.  Dans  le  cas 
de  couches  plus  épaisses,  les  auteurs  démontrèrent  cette  sulfatation, 


i.  L  Électricien  du  11  novembre  1894. 

2.  D'après  ce  que  nous  avons  dit  antérieurement  à  propos  de  la  différence 
trouvée  par  Darrieus  entre  le  plomb  spongieux  et  le  plomb  ordinaire,  il  faut 
entendre,  ici,  plomb  doux  ou  antimonieux  sulfaté  superficiellement. 

3.  Lumière  électrique,  t.  VI,  p.  93. 


ACTIONS  LOCALES  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


335 


en  notant  à  différents  intervalles  Tintensité  donnée  par  le  couple 
secondaire  fermé  sur  un  galvanomètre. 

Avec  un  élément  formé  d'après  la  mélhodc  Planté,  à  Taide  de  dix- 
sept  charges  et  décharges  successives  durant  chacune  vingt  minutes 
etsept  intervalles  de  repos  devingt-quatre  heures  chacun,  ilsobtinrent 
après  la  dernière  charge  les  valeurs  du  tableau  102. 

TABLEAU    102 

Intensité  initiale  du  courant iOO 

—  après    I  heure  de  repos 97 

—  —       2  heures       —       40 

—  _       4      —  —       44 

—  —     17      —  —       1,5 

Le  plomb  du  support  se  sulfatant  pendant  le  fonctionnement  de  ce 
couple  local,  lors  de  la  charge  suivante,  ce  sulfate  est  transformé 
en  peroxyde  dont  l'épaisseur  augmente  ainsi  de  plus  en  plus. 

Ceci  explique  l'utilité  des  longs  repos  recommandés  par  Planté 
pour  arriver  à  une  formation  profonde.  Les  auteurs  vérifièrent  ce 
fait  en  dosant  la  quantité  de  peroxyde  de  plomb  produite  par  la 
charge  sur  une  lame  donnée;  prenant  cette  quantité  pour  unité,  ils 
ont  laissé  reposer  la  plaque  dans  le  couple  pendant  dix-huit  heures  ; 
ils  Vont  chargée  à  nouveau  et  ont  de  nouveau  dosé  le  peroxyde,  et 
ainsi  de  suite  à  plusieurs  reprises.  Ils  obtinrent  ainsi  les  résultats  du 
tableau  103,  qui  montrent  bien  l'augmentation  rapide,  au  début,  de  la 
quantité  de  peroxyde,  par  suite  de  l'action  locale. 

TABLEAU    103 


TEMPS  DE  REPOS 

CHARGE 

QUANTITÉ  DE    PEROXYDE 

18  heures 
2  jours 

2    — 

ire 

2« 
3« 

4e 

5« 

4,0 

4,57 

4J4 

2,14 

2,43 

Dans  d'autres  expériences,  Gladstone  et  Tribe  employèrent  des 
positives  Faure,  obtenues  en  réduisant  une  couche  de  minium  en 
plomb  spongieux    et    en    peroxydant  celui-ci   électrolytiquement. 


336  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Abandonnées  à  elles-mêmes,  ces  plaques  donnèrent  les  résultats 
consignés  dans  le  tableau  104  : 

TABLEAU   104 

Peroxyde  réduit 

i'«  expérience,  après    2  heures  de  repos 7,2  0/0 

2«  -  3      -  —      15,1 

3«  -  4      —  —      19,8 

4«  —  5      —  -      30,0 

5«  —  24      —  —      36,3 

6*  —  7  jours  —      58,3 

7«  —  11      —  —      67,3 

8«  —  i2      —  —      74,3 

montrant  nettement  la  réduction  du  peroxyde,  par  action  locale  avec 
le  8uppoi;t. 

Un  autre  essai,  fait  au  galvanomètre  avec  des  plaques  formées  en 
Planté,  donna  les  valeurs  du  tableau  105. 

TABLEAU   105 

Intensité  initiale   du   courant iOO 

—  après    1  jour  de  repos 92 

—  —  3  jours  —       79 

—  —  4—  —       34 

—  —  5—  —       24 

—  -  7     -  ~       41 

—  __  9    _-  _       8 

"-  —     12    —         —       1 

Gladstone  et  Tribe  vérifièrent  encore  Faction  locale  pendant  la 
charge  entre  le  peroxyde  de  plomb  de  la  positive  et  le  plomb  de  son 
support,  en  prolongeant  pendant  cent  quinze  heures  une  charge 
dont  Taction  principale  était  terminée  après  quarante  heures. 

Pendant  les  deux  derniers  jours,  il  y  avait  une  absorption  cons- 
tante de  9  centimètres  cubes  d'oxygène  par  heure,  correspondant  à 
la  formation  et  Toxydation  de  0^%24  de  sulfate  de  plomb. 

L'action  locale  entre  le  peroxyde  et  son  support,  très  intense 
lorsque  la  couche  de  matière  active  est  faible,  comme  dans  le  cas  de 
plaques  Planté  peu  formées,  explique  que  les  auteurs  aient  trouvé, 
pendant  la  décharge  de  telles  plaques,  une  proportion  de  sulfate  de 
plomb  formé  pendant  la  décharge  plus  grande  à  la  positive  qu'à  la 
négative. 


ACTIONS  LOCALES  DE  L'ACCUMULATEUR  A      P1,0MB  337 

En  se  plaçant  au  point  de  vue  de  la  théorie  des  ions  de  Le  Blanc  *, 
on  peut  se  demander  si  la  diffusion  des  ions  tétravalents  de  plomb,  de 
la  positive  à  la  négative,  ne  peut  pas  provoquer,  à  cette  dernière 
électrode,  une  décharge  de  ces  ions  à  circuit  ouvert. 

On  peut  considérer,  en  effet,  que,  si  un  ion  tétravalent  Pb  passe 

d'une  solution  plus  concentrée  dans  une  solution  moins  concentrée 

++++ 
de  Pb,  comme  par  la  migration  de  Télectrode  positive  à  la  négative, 

pour  maintenir  l'équilibre,  il  va  en  solution  une  molécule  PbO^  du 

côté  peroxyde  ;  au  côté  plomb  spongieux,  une  molécule  de  plomb 

++++ 
métallique  entre  en  réaction  avec  Tion   Pb  diffusant,  et  il  se  forme 

deux  ions  Pb. 

Il  y  a  disparition  de  2  molécules  H^SO*,  par  suite  de  la  formation 
de  PbSO*  solide,  et  apparition  de  2  molécules  H^O. 

Dans  ce  cas,  Tégalisation  entre  les  deux  solutions  plombiques  est 
équivalente  en  fait  au  processus  de  production  du  courant 

Pb02  +  Pb  4-  2HaS0»  =  2PbS0î  +  2H20. 

Fort  heureusement  ces  vitesses  de  diffusion  et  de  réaction  sont 
très  petites,  et  la  décharge  locale  par  diffusion  des  ions  plom- 
biques est  négligeable  à  côté  de  celle  qui  correspond  aux  autres 
causes.  S'il  en  était  autrement,  Taccumulateur  se  déchargerait  très 
rapidement  sur  lui-même. 

Actions  locales  dues  aux  impuretés.  —  Les  différentes  actions 
locales  qui  se  produisent  avec  des  matières  pures  sont  encore  accé- 
lérées lorsqu'on  se  trouve  en  présence  d'impuretés  comme  celles  pro- 
venant de  l'acide  sulfurique.  Elles  s'effectuent  évidemment  pendant 
toutes  les  périodes  de  fonctionnement  de  l'accumulateur  :  charge, 
repos  à  l'état  chargé,  décharge,  repos  à  l'état  déchargé,  mais  avec 
des  intensités  différentes. 

La  mesure  de  leurs  effets  peut  être  donnée  par  deux  procédés  dis- 
tincts :  soit  par  voie  chilnique  en  dosant  dans  les  plaques  étudiées  la 
quantité  de  sulfate  formé  (ou  de  Pb  et  de  PbO*  disparus),  qui  ne  cor- 
respond à  aucune  énergie  extérieure,  lorsque  l'élément  est  à  l'état 
de  repos;  soit  encore  en  déterminant  le  rapport  entre  la  capacité 
d'un  élément  laissé  au  repos  fin   charge  pendant  des  temps  crois- 

1.  Voir  p.  97. 

22 


338  LES  ACCUMUIATEl'RS  ÉLECTHIQUKS 

sanls  et  la  capacité   de  ce  même  élément  immédiatement  après  la 
charge. 

La  première  méthode  est  la  plus  exacte,  mais  elle  est  plus  diffi- 
cile à  employer  que  la  deuxième,  quiaTavantagede  donner  immédia- 
tement le  fadeur  le  plus  intéressant  en  pratique,  c'est-à-dire  la  perte 
de  capacité  à  circuit  ouvert.  Celle-ci  ne  peut  être  obtenue  directe- 
ment par  l'analyse  chimique.  En  elTet,  si  on  suppose,  par  exemple, 
qu'une  plaque  déchargée  dans  des  conditions  déterminées  et  de  suite 
api^ès  charge  donne  lieu  à  une  production  de  40  0/0  PbSO  *  pendant 
cette  décharge  complète,  on  ne  peut  évidemment  pas  dire  que  cette 
même  plaque  aura  perdu  50  0/0  de  sa  capacité  après  un  temps  de 
repos  de  n  heures  à  Tétat  chargé  si  on  trouve  à  ce  moment  une  pro- 
portion de  PbSO*  de  20  0/0  formée  par  actions  locales.  L'expérience 
montre  bien  d'ailleurs  qu'il  n'en  est  pas  ainsi  et  que  la  capacité  mesu- 
rée à  ce  moment  dans  les  mêmes  conditions  que  la  première  indique 
une  valeur  supérieure  à  la  moitié  de  la  valeur  initiale. 

On  peut  expliquer  ce  fait  en  considérant  les  actions  locales  comme 
le  produit  d'une  décharge  très  lente  en  w  heures,  décharge  qui,  comme 
on  sait,  peut  engager  beaucoup  plus  profondément  la  matière  active 
qu'une  décharge  normale,  de  telle  sorte  qu'une  décharge  après  un 
temps  d'isolement  donnera  lieu  à  une  formation  totale  de  sulfate  plus 
considérable  que  celle  due  à  une  décharge  normale. 

Ce  fait  est  mis  en  évidence  parla  figure  135  ci-contre  dans  laquelle 
nous  avons  tracé  les  courbes  de  variation  de  tension  cathodique  en 
décharge  et  en  charge*  pour  trois  plaques  négatives  semblables, 
mais  possédant,  par  suite  d'impuretés  du  liquide,  des  actions  locales 
très  différentes.  Les  courbes  1,  6,  4  représentent  les  décharges  après 
une  période  de  vingt  jours  de  repos  à  la  fin  de  la  charge,  et  les  courbes 
1',  6'  et  4',  la  charge  qui  suit  cette  décharge  et  dont  l'intensité  est 
moitié  de  celle-ci. 

Si  on  considère  que  le  point  où  la  charge  est  terminée  et  où  le  sul- 
fate de  plomb  est  à  peu  près  complètement  réduit  est  celui  où  le 
potentiel  atteint  la  valeur  maxima  constante  correspondant  au  déga- 
gement d'hydrogène,  on  constate  d'abord  que  la  plaque  1  a  relative- 
ment peu  perdu  pendant  la  période  de  repos,  pendant  que  6  et  sur- 
tout 4,  dont  la  capacité  est  trouvée  nulle,  possèdent  des  actions  locales 
beaucoup  plus  considérables.  Mais  le  point  le  plus  important  à  signa- 
ler ici  est  la  constatation  que  la  fin  de  la  charge  survient   beaucoup. 

1.  Mesurée  avec  l'électrode  supplémentaire  en  plomb  spongieux.. 


ACTIONS  LOCALES  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


339 


plas  tard  pour  6  et  4  que  pour  1,  ce  qui  est  évidemment  une  preuve 
d'une  sulfatation  totale  plus  grande,  quoique  les  décharges  aient  été 
effectuées  au  même  régime,  dans  des  acides  de  môme  concentra- 
tion, et  poussées  jusqu'au  crochet. 

Pour  avoir  une  mesure  des  actions  locales   dues    aux   différentes 
impuretés  provenant  de  Télectrol  y  te,  nous  avons  déterminé  les  capa- 


+0.20 
+0.10 
0 
-0.10, 
-0.201 
-0.30. 
-0,40, 


5       4       5       6        Temps  de  décharge, en  heures 


6       a     1Q     12     14     16     18     20     22     24     26  Temps  de  chargcen  heures 


FiG.  135.  —  Variation  de  la  tension  cathodique  en  décharge  et  en  charge 
pour  différentes  négatives. 

cités  comparatives  de  plaques  semblables  et  de  même  capacité  après 
des  temps  de  repos  variables,  à  l'état  fin  charge,  les  plaques  étan  t 
montées  xlans  des  électi*olytes  renfermant  les  différentes  impuretés 
de  Tacide. 

Les  principales  impuretés  que  renferme  Tacide  ordinaire  sont:  le 
plomb,  le  fer,  le  chlore,  Tarsenic  et  l'acide  nitrique  avec  vapeurs  ni- 
treuses.  Le  plomb  n'est  pas  gênant  ;  d'ailleurs  il  n'existe  que  dans 
l'acide  sulfurique  concentré  et  se  précipite  lorsqu'on  étend  d*eau 
celui-ci  pour  préparer  l'acide  dilué  ordinaire. 

Les  autres  impuretés  se  trouvent  en  proportions  un  peu  variables, 
selon  la  provenance  de  l'acide.  Voici  la  composition  moyenne  d'un 
électrolyte  de  densité  1,25,  obtenu  en  diluant  avec  de  l'eau  de  source 
de  l'acide  sulfurique  ordinaire  à  53*  B.  du  commerce. 

Gramme 

Fer 0,05    par  litre 

Chlore 0,07 

Arsenic 0,01        — 

Acide  nitrique  (Az20'») 0,075       — 


340  LEîS  ACCUMUIATEURS  ÉLECTRIQUES 

Dans  notre  étade,  nous  avons  comparé  Tacide  chimiquement  pur  à 
Tacide  ordinaire  ayant  la  composition  précédente  et  à  des  acides  ne 
renfermant  qu'une  seule  de  ces  impuretés  avec  deux  proportions  dif- 
férentes, Tune  double  de  la  proportion  précédente  et  Tautre  beaucoup 
plus  considérable,  chaque  électrolyte  ayant  la  densité  1,25.  Ces  con- 
ditions avaient  pour  but  de  déterminer  Tinfluence  de  chaque  impu- 
reté. 

Les  compositions  des  dix  électrolytes  employés  sont  données  dans 
les  tableaux  110,  111  et  112. 

Les  plaques  servant  aux  essais  de  capacité  étaient  des  grilles 
minces  (3'""',o  d'épaisseur)  empâtées;  les  positives  et  les  négatives 
étaient  identiques.  Les  décharges  étaient  effectuées  à  la  densité  de 
courant  1  ampère  par  décimètre  carré  de  surface  apparente  de  plaque  ; 
elles  étaient  arrêtées  au  crochet,  soit  à  0,20  volt  pour  les  négatives  et 
1,71  volt  pour  les  positives,  en  mesurant  avec  électrode  supplémen- 
taire en  plomb  spongieux  la  tension  de  Télectrode  étudiée,  qui  d'ail- 
leurs était  montée  entre  deux  électrodes  de  nom  contraire  de  beau- 
coup plus  grande  capacité. 

Toutes  les  plaques  étaient  essayées  primitivement  dans  Tacide  pur, 
et  on  déterminait  d'abord  l'influence  des  impuretés  sur  la  capacité  en 
prenant  le  rapport  de  la  capacité  obtenue  immédiatement  après  addi- 
tion de  l'impureté  à  la  capacité  obtenue  dans  l'acide  pur. 

Pour  les  plaques  négatives,  on  obtenait  les  rapports  suivants 
(tableau  106) . 

TABLEAU    106 

NUMÉRO 
DE  LA  PLAQUE  123  456789  10 

Rapport  des 

capacités..      1,000  l,0i5  1,000  0,943  0,938  0,888  0,994  0,802  0,994  0,398 

et  pour  les  plaques  positives  (tableau  107)  : 


TABLEAU    107 

NUMERO 

DK   LA    PLAQUE 

1 

2 

3            4            5 

G  7  8  9  10 

Rapport  des 

capacités..      1,000  0,997  0,997  0,825  0,605  0,506  1,003  0,927  1,01     1,017 

En  ne  tenant  pas  compte  des  faibles  écarts  qui  peuvent  être  dus 
à  d'autres  influences,  on  peut  dire  que,  dans  les  limites  où  on  peut 
trouver  ordinairement  les  impuretés  (i^,  5,  7  et  9  renferment  une 
teneur  double  de  la  teneur  ordinaire),  c'est  l'addition  d'acide  chlorhy- 
drique  qui  a  l'influence  la  plus  néfaste  sur  la  capacité  et  principale- 


ACTIONS  LOCALES  DE  L'ACCLMUIATEUR  AU  PLOMB  34 i 

ment  sur  celle  de  la  positive,  où  il  se  forme  laction  chimique  bien 
connue  sur  le  peroxyde  :  dégagement  de  chlore  et  production  de  chlo- 
rure de  plomb  qui  se  transforme  en  sulfate  de  plomb  en  présence 
de  Tacide  sulfurique,  avec  régénération  d'acide  chlorhydrique. 

En  proportions  considérables,  Tarsenic  et  Tacide  nitrique  agissent 
surtout  sur  la  négative;  le  dernier  n'a  même  aucune  influence  néfaste 
sur  la  capacité  de  la  positive  qu'il  semblerait  plutôt  augmenter  légè- 
rement en  agissant  comme  dépolarisant. 

La  deuxième  décharge  qui  suit  Taddition  des  impuretés  donne  des 
résultats  un  peu  différents,  par  suite  de  Télectrolyse  de  certaines 
impuretés,  ainsi  qu'on  le  verra  plus  loin. 

Avec  les  négatives,  on  obtenait  comme  nouvelles  valeurs  celles  du 
tableau  108  : 

TARLEAD    108 

NUMÉRO 
DE  LA  PLAQUE  1  2  3  4  567  89  10 

Rapport  des 
capacités.,     4,000  0,999  1,004  0,961  0,981  0,894  0,996  0,912  0,991  0,042 

et  avec  les  positives  celles  du  tableau  109  : 

TABLEAU   109 

NUMÉRO 
DE  LA  PLAQOB  1234  56789  10 

Rapport  des 
capacités..     1,000  0,987  0,995    0,75   0,965  0,585    1,002  0,995  1,026 

L'acide  nitrique  en  grande  proportion  a  presque  annulé  la  capa- 
cité de  la  négative,  pour  cette  raison  que,  pendant  la  charge  qui  a 
précédé  cette  décharge,  il  n'y  a  pas  eu  réduction  du  sulfate  de  plomb 
en  plomb  spongieux,  mais  d'abord  réduction  de  l'acide  nitrique  en 
bioxyde  d'azote. 

Dans  le  tableau  110  suivant  ont  été  exprimées  les  valeurs  obtenues 
après  des  périodes  d'isolement  croissantes  entre  la  charge  et  la 
décharge. 

Ces  chiffres  montrent  que  l'acide  nitrique  et  l'arsenic  n'exercent 
aucune  action  locale  à  la  positive. 

En  grande  quantité,  c'est  le  chlore  qui  aie  plus  d'effet;  cependant 
on  constate  une  forte  diminution  d'actions  locales  après  trente-cinq 
jours  d'isolement,  par  suite  de  l'élimination  rapide  du  chlore  par  élec- 
trolyse  et  action  chimique.  Il  est  à  remarquer,  en  effet,  que  les  essais 
se  faisaient  successivement  et  que  chacun  d'eux  comportait  une 
charge  et  une  décharge  immédiate,  puis  une  charge  et  enfin  une 
décharge  après  le  temps  d'isolement  indiqué. 


342  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Rapport  entre  la  capacité  après  le  temps  t  de  repos  et  la  capacité  initiale 

TABLEAU    iiO 
PLAQLKS    POSITIVES 


NUMÉROS  DES  PLAQUES 


\ 


Teneur  en  impuretés,  en  grammes 
par  litre  : 

As 

Az203 

Rapport  entre  la  capacité  après  un 
temps  t  de  repos  fm  charge,  et  la 
capacité  quand  la  décharge  suit 
immédiatement  la  charge  : 

-    1  jour 

=z    3  jours 

=  10    —    

—  20    —     

=  35    —    


11 


0,00 
0,00 
0,00 
0,00 


1,01 
1,07 
0,95 
1,00 
0.97 


2S 


0,05 
0,072 
0,01 
0,075 


1,01 
1,09 
0,95 
1,00 
0,97 


0,10 
0,00 
0,00 
0,00 


1,01 

0,95 
1,02 
0,92 


5,00 
0,00 
0,00 
0,00 


0,86 

0,12 
0,00 
0,00 


0,00 
0,14 
0,00 
0,00 


1,00 
1,03 

0,99 
0,98 


6 


0,00 
7,00 
0,00 
0,00 


0,51 
0,38 
0,32 
0,03 
0,77 


0,00 
0,00 
0,02 
0,00 


1,01 
1,09 
0,99 
1,00 
0,99 


8 


0,00 
0,00 
5,00 
0,00 


1,04 
1,04 
0,98 
1,01 
0,98 


9 


0,00 
0,00 
0,00 
0,15 


1,00 
1,04 
0,95 
1,00 
0,99 


10 


0,00 
0,00 
0,00 
7,50 


1,01 
1,09 
0,91 
1,01 
0,98 


TABLEAU  \M 

PLAQUES  NÉGATIVES 


NUMÉROS  DES  PLAQUES 


11. 


Teneur  en  impuretés,  en  grammes 
par  litre  : 

Hci  !  !  !  ;  !  !  ;  !  !  !  ;  !  !  !  ;  ;  !  ;  !  !  !  !  !  ;  !  ! 

As 

Az^O^ 

Rapport  entre  la  capacité  après  un 
temps  t  de  repos  fin  charge,  et  la 
capacité  quand  la  décharge  suit 
immédiatement  la  charge  : 

^=1    1  jour 

=    3  jours 

=  10    —    

=  20    —    


22 


I 


0,00'0,05 


0,00 
0,00 
0,00 


1,00 
1,00 
0,97 
0,90 


0,072 

0,01 

0,075 


0,97 
0,96 
0,94 
0,82 


0,10 
0,00 
0,00 
0,00 


0,98 
0,98 
0,93 
0,84 


5,00 
0,00 
0,00 
0,00 


0,97 
0,81 
0,51 
0,00 


0,00 
0,14 
0,00 
0,00 


0,99 
0,99 
0,93 
0,81 


0,00 
7,00 
0,00 
0,00 


0,77 
0,51 
0,27 
0,45 


0,00 
0,00 
0,02 
0,00 


0,99 
0,98 
0,94 


0,00 
0,00 
5,00 
0,00 


1,01 
1,02 
0,92 


0,86|0,84 


10 


0,00 
0,00 
0,00 
0,15 


0,98 
0,97 
0,98 
0,89 


0,00 
0,00 
0,00 
7,50 


0,25 
16,P 
0,70 
0,76 


1.  Acide  chimiquement  pur  et  eau  distillée. 

2.  Acide  ordinaire  à  53»  B.  du  commerce  et  eau  de  source. 

3.  Cette  valeur  extraordinaire  signifie  simplement  que,  par  suite  de  Télectrolyse 
pendant  la  charge,  l'acide  nitrique  est  en  grande  partie  éliminé,  et,  comme  l'in- 
fluence de  cet  acide  sur  la  capacité  est  grande,  il  y  a  une  brusque  élévation  de 
capacité  d'une  décharge  &  la  suivante. 


ACTIONS  LOCALES  DE  L'ACCUMUIJ^TEUR  AU  PLOMB  343 

Les  fortes  proportions  de  fer  donnent  lieu,  ainsi  qu'on  le  voit,  à 
des  actions  locales  considérables,  puisqu'en  vingt  jours  la  plaque  a 
complètement  perdu  sa  capacité.  L'action  du  fer  en  faible  propor- 
tion (3)  est  déjà  sensible,  puisque  avec  0«',1  Fe  par  litre,  la  positive  3 
a  perdu  en  capacité  environ  5  0/0  de  plus,  que  la  positive  1  relative 
à  Tacide  pur,  après  35  jours  de  repos. 

Entre  un  bon  acide  ordinaire  (2)  et  Tacide  chimiquement  pur  (ij, 
on  ne  constate  aucune  différence  appréciable  quant  aux  actions  locales 
sur  la  positive. 

Le  tableau  iii,  relatif  aux  plaques  négatives,  montre  d'abord  que, 
dans  Tacide  pur,  les  actions  locales  à  la  négative  sont  beaucoup  plus 
considérables  qu'à  la  positive. 

D'autre  part,  l'acide  de  pureté  ordinaire  (2)  donne  lieu  à  des 
actions  notablement  plus  élevées  (8  0/0  après  vingt  jours)  que  l'acide 
pur  (l).  Ce  fait  provient  de  ce  qu'ici  toules  les  impuretés  agissent  défa- 
voraUement.  Celles  qui  agissent  le  plus,  en  grandes  quantités,  sont 
Tacide  nitrique,  le  chlore  et  le  fer.  En  faibles  proportions,  ce  soi^t 
surtout  ces  deux  dernières  impuretés  qui  sont  nuisibles. 

Les  4ifTérentes  réactions  chimiques  de  ces  différents  corps  peuvent 
se  résuner  ainsi  : 

L'acile  nitrique  n'a  pas  d'influence  sur  le  peroxyde  de  plomb;  il 
attaque  le  plomb  spongieux  de  la  négative  en  nitrate  de  plomb  qui  se 
transforne  en  sulfate  avec  régénération  d'acide  nitrique;  celui-ci  agit 
à  nouveau;  l'acide  chlorhydrique  attaque  le  plomb  spongieux  et  le 
peroxyde  de  plomb,  ce  dernier  avec  dégagement  de  chlore  et,  sous 
Faction  de  l'acide  sulfurique,  il  se  forme,  aux  deux  pôles,  du  sulfate 
Je  plomb,  avec  régénération  d'acide  chlorhydrique. 

Ces  deux  impuretés  tendent  d'ailleurs  à  s'éliminer  rapideme  \i 
jusqu'à  n*exister  plus  qu'à  l'état  de  traces.  Pendant  la  charge  en  el  et, 
l'acide  nitrique  s'électrolyse  et  s'élimine  sous  forme  de  bioxyde 
d'azote  au  pôle  négatif.  L'acide  chlorhydrique  donne  lieu  pendant  la 
charge  à  un  dégagement  de  chlore  gazeux  à  la  positive.  Quant  à  l'ar- 
senic, il  disparaît  peu  à  peu  également  de  l'électrolyte,  très  proba- 
blement sous  forme  d'hydrogène  arsénié  ;  une  petite  partie  se  dépose 
au  fond  de  l'élément,  à  l'état  d'arsenic  métallique  (cette  partie  attei- 
gnait dans  nos  expériences  15  0/0  de  l'arsenic  total  dans  le  cas  d'une 
teneur  initiale  de  5  grammes  As  par  litre).  Seul  de  toutes  ces  impu- 
retés, le  fer  est  fixe. 

Ces  différentes  variations  sont  exprimées  dans  le  tableau  112 
d'après  les  analyses  de  A.  Brittain. 


344 


LES  ACGUMUIJITEURS  ÉLECTRIQUES 
TABLEAU     lia 


NUMÉRO 

de 

l'essai 


10 


au  début . / 

après  55  charges. 

I  au  début 

après  55  charges. 


au  début 

après  55  charges. 

au  début 

après  55  charges. 
\  au  début 


.  après  10  charges. 
'  après  55  charges. 

au  début 

après  3  charges. . 

(après  10  charges, 
après  55  charges. 

)  au  début . . . , 

)  après  55  charges. 

i  au  début 

]  après  3  charges . . 

après  10  charges. 

après  55  charges. 

au  début 

après  10  charges. 

i  après  55  charges. 


au  début 

après  3  charges. . 
après  10  charges. 

après  55  charges. 


_L 


Fe 


TENEURS  EN  LMPURETÉS,  EN  GRAMMES  PAR  LITRE 

Ai20i 


traces  faibles 

0,05 

0,056 

0,10 
0,075  (*) 
5,0 

4,31  (•) 

0 

0 

0 

0 

0 

0 

0 

0 
traces  faibles 

0 

(» 

0 
traces  faibles 

0 

Q 


lia 


< 


0 
0 

0,072 
0 

0 

0 

0 

0 

0,14 

0,02 

0 

7 
0,525  HCl    et 
0,03  Cl  libre 

0,430 
traces  fortes 

0 

0 

0 

0 

0 

0 

0 

0 


0 
0 
0 


As 


0 
0 

0,01 
traces  faibles 

0 
0 
0 
0 
0 
0 
0 
0 
0 

0 
0 

0,02 
tnres  très  faibln 
5 
2 

0,45 
traces  faibles 
0 
0 


0 
0 
0 


0 
0 

0,075 
0  traces  faibles 
de  Az*03 
0 

0 
0 
0 
0 
0 
0 

0 
0 
0 
0 
0 
0 
0 
0 

0,15 

0  traces  faibles 

de  Az^O» 

0  traces  faibles 

de  A#03 

7,5 

2,* 

1,0  tracts  for- 
tes de  jiHP 
0  traces  f*ibles 
de  Ar-^O- 


L'augmentation  des  actions  locales  par  le  fer  tient  à  ce  que  ce 
métal  possède  des  valences  variables  et  qu'il  se  forme  dans  Télec- 
trolyte  du  sulfate  ferrique  en  présence  du  peroxyde  de  plomb;  ce 
sulfate  ferrique  diiïusant  à  la  négative  oxyde  celle-ci  en  se  réduisant 
en  sulfate  ferreux  qui,  à  son  tour,  diffuse  et  revient  à  nouveau  à  Tétat 


1.  La  petite  diminution  de  la  teneur  en  fer  peut  provenir  de  Télectrolyse  qui  a 
dû  enrichir  en  fer  les  pores  de  la  négative,  aux  dépens  de  l'électrolyte  exté- 
rieur. 


ACTIONS  LOCALES  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


345 


de  sulfate  ferrique  au  contact  de  la  positive.  Le  rôle  du  fer  est  donc 
de  transporter  l'oxygène  de  la  positive  à  la  négative. 

Les  actions  chimiques  ainsi  produites  peuvent  se  traduire  par  les 
équations  : 


et 


2FeS0^  +  PbOa  +  2H2S0»  =  Fe^  (S0«)3  +  PbSO»  +  2H20, 
Fe2  (S0*)3  +  Pb  ==:  2FeS0«  +  PbSO*. 


Ce  rôle  a  été  inis  en  évidence  par  Elbs*,  qui  a  électrolysé  com- 
parativement deux  solutions  d'acide  sulfurique  de  densité  1,175, 
Tune  renfermant  de  Tacide  pur,  et  Fautre  contenant  en  outre  une 
faible  teneur  en  fer.  Les  deux  voltamètres  étaient  chargés  en  tension, 
et  on  déterminait  les  quantités  de  gaz  tonnant  fourni  dans  les  deux 
cas;  on  en  déduisait  la  perte  due  au  fer. 

Avec  des  électrodes  en  platine  poli  et  des  teneurs  variables  en  fer, 
les  résultats  obtenus  à  la  température  ordinaire  étaient  les  suivants 
(tableau  113)  : 

TABLEAU    113 


TENEUR  EN  FER 

DENSITÉ  DE  COURANT 

HERTE 

DE  l'acide,   b:i  0/0 

e.N   AMP.    PAR   OM^ 

DE  6At  TON.'*!?!!,  E.1  0/0 

i 

2,230 

48,3 

1 

0,920 

64,3 

i 

0,228 

97,4 

0,1 

6,4 

3,0 

0,1 

4,9 

3,6 

0,1 

2,27 

7,2 

0,1 

1,123 

11,9 

0,1 

0,366 

24,1 

0,1 

0,355 

25,1 

0,01 

2,217 

ij 

O.Oi 

1,1  ÎJO 

1,9 

0,01 

0,360 

6,3 

Quoique,  avec  les  électrodes  en  platine,  les  variations  dans  les 
valeurs  soient  plus  grandes  qu'avec  des  plaques  en  plomb  formées, 
ces  expériences  sont  néanmoins  intéressantes,  car  elles  montrent, 
d'une  part,  l'augmentation  rapide  des  actions  locales  avec  des  teneurs 
croissantes  en  fer,  et,  d'autre  part,  pour  une  même  teneur  en  fer, 
rimportance  croissante  du  rôle  de  celui-ci  quand  les  densités  de  cou- 

1.  Zeilschr,  f.  Elektrochemie,  t.  VU,  p.  261. 


346  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

rant  diminuent.  Ce  fait  se  comprend  aisément  en  se  représentant  le 
fer  comme  un  véhicule  d*oxygène  de  Télectrode  positive  à  l'électrode 
négative,  et  d'hydrogène  en  sens  inverse  ;  il  est  évident,  dans  ces 
conditions,  que  le  fer  agira  d'autant  plus,  pour  un  même  nombre 
d'ampères-heures  passant  dans  les  voltamètres,  que  la  diffusion  aura 
été  plus  active,  c'est-à-dire  que  le  temps  d'électrolyse  aura  été  plus 
long. 

Des  expériences  précédentes,  on  peut  conclure  que  c'est  le  fer  qui, 
par  suite  de  sa  fixité,  est  l'impureté  la  plus  à  craindre  parmi  celles 
qu'apporte  l'acide  sulfurique  ordinaire.  Les  chiffres  donnés  ci-dessus 
montrent  qu'une  teneur  ne  dépassant  pas  O^**,!  Fe  par  litre  est 
presque  sans  action  en  pratique.  Elbs  donne,  comme  conclusion  de 
ses  expériences,  une  teneur  maxima  de  0,01  0/0  de  fer,  valeur 
voisine  de  la  précédente  ^ . 

Pour  déterminer  le  rôle  du  fer  sur  la  sulfatation  à  la  négative, 
nous  avions  antérieurement  mesuré-  les  proportions  de  sulfate  qui 
se  produisent  dans  deux  négatives  à  pastilles,  l'une  en  plomb  spon- 
gieux pur  plongeant  dans  l'acide  de  densité  1,32,  l'autre  en  plomb 
spongieux  renfermant  0,12  0,0  de  fer^  et  plongeant  dans  l'acide  de 
densité  voisine  (la  densité  était  un  peu  inférieure,  d  =  1,29). 

Les  deux  courbes  de  sulfatation  1  et  3  [fig.  134)  montrent  que, 
pendant  les  premières  heures,  la  plaque  chargée  de  fer  3  donne  une 
sulfatation  un  peu  plus  faible  que  la  plaque  en  plomb  spongieux  pur  i, 
mais  que,  dans  la  suite,  cette  dernière  se  sulfate  moins. 

Il  convient  de  remarquer  qu'ici  les  négatives  ne  se  trouvaient  pas 
en  présence  de  positives  et  que,  par  conséquent,  l'explication  donnée 
précédemment  sur  le  rôle  du  fer  ne  peut  être  admise  qu'en  prenant 
l'air  comme  oxydant  du  sulfate  ferreux  en  sulfate  ferrique. 

La  lenteur  de  la  diffusion  du  sulfate  ferreux  de  l'intérieur  des  pores 


1.  Elbs  détermine  rapidement  cette  teneur  en  saturant  un  échantillon  de  10  à 
15  centimètres  cubes  de  Tacide  à  essayer,  avec  une  solution  d'ammoniaque. 
Lorsqu'il  ne  se  produit  uucun  trouble,  c'est  que  Tacide  renferme  au  maximum 
0,008  0  0  de  fer.  L'acide  ayant  0,005  0/0  de  fer  se  colore  encore  immédiatement 
en  bleu  avec  le  ferrocyanure  de  potassium,  et  en  rouge  avec  le  sulfocyanure  de 
potassium.  Par  conséquent,  si  l'acide  à  essayer  donne  une  réaction  avec  ces 
deux  derniers  corps,  mais  pas  avec  l'ammoniaque,  cet  acide  est  normal  et  peut 
être  employé.  D'après  Liebenow,  Y  «  Accumulatoren-fabrik  A.  G.  »  de  Berlin 
prescrit  une  teneur  maxima  de  0,008  0/0  de  fer. 

2.  Eclairage  électrique^  t.  XVI,  p.  134. 

3.  Dans  ce  but,  la  plaque  avait  été  chargée  dans  de  l'acide  renfermant 
3  grammes  Fe.  Les  0,12  0/0  électrolysés,  à  la  négative,  représentaient  environ  le 

quart  du  fer  total. 


ACTIONS  LOCALES  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


347 


de  la  négative  vers  Tacide  extérieur  peut  expliquer  la  sulfatation 
moindre  de  la  plaque  3  au  début. 

Dans  d'autres  expériences  de  plus  longue  durée,  nous  avons  étudié 
comparativement  les  pertes  de  capacité  pendant  des  périodes  de 
repos  croissantes  pour  deux  plaques  semblables,  Tune  formée  en 
positive  et  Tautre  en  négative,  ces  deux  plaques  étant  montées  cha- 
cune entre  deux  électrodes  contraires  de  plus  grande  capacité  et  dans 


Q  4   6  n  1€  20  40  60  80  100  120 

Temps   en  jours 

FiG.  136.  —  Comparaison  des  pertes  de  charge  de  la  positive  et  de  la  négative. 


un  acide  de  densité  1,25  et  de  bonne  pureté  ordinaire  (composition  2 
du  tableau  112).  Les  plaques  étaient  du  type  à  grille  empâtée,  d'épais- 
seur faible  (3"",5). 

Les  courbes  de  la  figure  136  indiquent  les  résultats  obtenus.  On 
constate  ici  aussi  que  les  actions  locales  sont  beaucoup  plus  consi- 
dérables à  la  négative  qu'à  la  positive,  et,  tandis  que  la  première  a 
perdu  toute  sa  capacité  après  cent  vingt  et  un  jours  d'isolement,  la 
deuxième  possède  encore  72  0/0  de  sa  capacité,  la  densité  de  courant 
à  la  décharge  étant  ici  1  ampère  par  décimètre  carré  de  surface 
apparente. 

Indépendamment  des  substances  étrangères  précédemment  étudiées 
et  qui  sont  les  plus  fréquentes,  quelques  autres  plus  rares  peuvent 
cependant,  dans  certains  cas,  jouer  un  rôle  assez  important. 

D'une  façon  générale,  tous  les  métaux  plus  électro-négatifs  que  le 
plomb  spongieux  doivent  s'électrolyser  sur  celui-ci  et  y  produire  des 


348 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


couples  plus  OU  moins  actifs,  dans  le  fonctionnement  desquels  le 
plomb  spongieux  se  sulfate,  tandis  que  Thydrogène  se  dégage  sur 
Tautre  métal. 

D'après  Dolezalek  (tableau  44),  la  valeur  du  couple  Pb-H*  est 
de  0,34  volt  environ  pourTacide  de  concentration  ordinaire  {d=  1,19).. 
Tous  les  métaux  qui,  avec  l'électrode  hydrogène  (platine  platiné 
saturé  d'hydrogène),  donneront  une  force  électromotrice  plus  petite 
que  0,34  volt,  provoqueront,  par  conséquent,  des  actionis  locales  nui- 
sibles et  d'autant  plus  énergiques  que  cette  valeur  s'écartera  davan- 
tage de  0,34  volt. 

Ces  différentes  valeurs  sont  données  dans  le  tableau  114  suivant, 
d*après  lee  mesures  de  Nernst. 

Nernst\  en  employant  comme  électrode  supplémentaire  l'électrode 
hydrogène  plongeant  dans  une  solution  normale  d'ions-hydrogène, 
trouve  comme  potentiel  des  diverses  électrodes  les  valeurs^  du 
tableau  114. 

TABLEAU   114 


K.. 
Na. 
Ba. 
Sr.. 
Ca. 
Mg. 
Al. 
Mu. 
Zii. 
Cd. 
Fe. 
Co. 
Ni. 


3,20  volts 

2,82 

2,75 

2,54 

2,21 

1,85 

1,276  (?) 

1,075 

0,770 

0,420 

0,340 

0,232 

0,228 


Sn <  0,192 

Pb 0,148 


H ±0 

Cu —  0,329 

Bi —0,391 

Sb —0,466 

Hg —0,750 

Ag -0,771 

Pd —0,789 

Pt —  0,863 

Au —  1,079 

FI —  1,96 

Cl —  1,417 

0 —  1,08 

Br —0,993 

I —0,520 


volts 


11  résulte  de  ce  tableau  que  les  métaux  nuisibles  sont  compris 
entre  le  platine  et  le  cuivre.  Les  autres  doivent  évidemment  être 
inoffensifs,  puisque,  dans  le  fonctionnement  du  couple  formé  avec  le 
plomb  dans  l'acide  sulfurique,  ce  sont  eux  qui  se  sulfateraient,  tandis 
que  l'hydrogène  se  dégagerait  sur  le  plomb. 


1.  Société  allemande  d'Electrochimie,  1900;  —  Éclairage  électrique^  t.  XXVI, 
p.  436. 

2.  U  sufût  de  soumettre,  pendant  quarante-cinq  minutes,  une  lame  de  platine 
bien  platinée  à  Taction  d'un  courant  d'hydrogène  pour  être  sûr  du  potentiel  k 
0,001  volt  près.  Entre  l'électrode  hydrogène  et  l'électrode  normale  à  calomel,  de 
Ostwald,  Wilsmore  a  trouvé,  comme  ditTérence,  0,283  volt. 

La  valeur  trouvée  par  Nernst  pour  le  plomb  diffère  de  celle  de  Dolezalek,  ce 
qui  peut  provenir  des  concentrations  différentes  employées. 


ACTIONS  LOCLVLES  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  349 

Cependant  si,  dans  ce  cas,  la  sulfatation  du  plomb  spongieux  n'a 
pas  été  provoquée,  il  peut  néanmoins  y  avoir  l'inconvénient  d'une 
certaine  perte  d'énergie,  l'impureté  métallique  augmentant  la  tension 
à  la  fin  de  la  charge  et  se  redissolvant  ensuite  à  circuit  ouvert  sans 
produire  d'énergie  utilisable. 

Parmi  les  métaux  nuisibles  susceptibles  d'être  rencontrés  acciden- 
tellement dans  l'électrolyte,  on  peut  citer  le  cuivre.  Dans  le  montage 
de  certains  éléments,  on  eniploie  des  boulons  en  ce  métal.  Si  ceux-ci 
sont  trop  près  du  liquide,  ils  reçoivent  des  projections  d'acide  qui 
les  attaque,  et  il  passe  du  cuivre  en  solution. 

Dans  certains  cas,  on  peut  constater  la  présence  de  traces  de  pla- 
tine dans  l'électrolyte,  ce  qui  arrive  quand  l'eau  acidulée  a  été  obtenue 
en  partant  d'acide  à  66^  B.  La  concentration  à  66*^  B.  de  l'acide  sul- 
furique  se  fait,  en  effet,  dans  des  marmites  en  platine  ou  en  or  platiné 
dont  une  petite  quantité  entre  en  solution  ^ 

L'influence  des  petites  quantités  de  platine  sur  la  décharge  locale 
du  plomb  est  considérable.  Il  résulte  d'expériences  faites  par 
KugeP  et  aussi  par  Kaiser  et  Ost'  qu'une  proportion  de  1/1.000.000 
de  platine  donne  encore  une  décharge  locale  rapide  du  plomb  spon- 
gieux. 

Le  tableau  114  montre  également  l'action  nuisible  de  l'antimoine. 
Or  celui-ci,  qui  entre  dans  la  constitution  des  quadrillages  (plomb 
antimonieux  dont  la  teneur  peut  atteindre  10  0/0  en  Sb),  peut,  dans 
certains  cas,  se  dissoudre  dans  l'électrolyte  et  s'électrolyser  sur  la 
négative,  où  il  donne  lieu  à  d'importantes  actions  locales.  Certains 
oxydes  de  plomb  emplo}^s  dans  la  confection  de  la  matière  active 
des  plaques  peuvent  renfermer  aussi  de  petites  quantités  d'oxydes 
d'antimoine. 

Des  expériences  nous  ont  montré  que,  si  peu  solubles  que  soient 
l'antimoine  et  ses  oxydes  dans  l'acide  même  étendu,  on  en  retrouve 
toujours  dans  la  solution,  l'oxyde  Sb^O^  étant  le  plus  soluble. 

Il  était  alors  intéressant  de  rechercher  si  Télectrolyse  de  l'anti- 
moine pouvait  se  produire  pratiquement  sur  la  négative.  A  cet  effet, 
une  négative  en  plomb  spongieux  pur  fut  chargée  entre  deux  qua- 
drillages (sans  matière  active)  en  plomb  antimonié  à  \0  0/0,  dans 
l'acide  de  densité  1,31.  Après  une  longue  charge,  l'analyse  démontra 

1.  Cette  quantité  est  d'autant  plus  grande  que  l'acide  renferme  davantage  de 
produits  nitreux. 

2.  Elektrotechn.  Zeilschr.,  t.  XIII,  p.  9;  1892. 

3.  Dolezalek,  jD£e  Théorie  des  Bleiaccumutators,  p*  73. 


350  LES  ACCUMUIATEURS  ÉIJîCTRIQrES 

la  présence  de  0,54  0/0  de  Sb  dans  la  matière   active  négative. 

En  répétant  Texpérience  avec  des  quadrillages  empâtés  de  matière 
active  impure,  renfermant  environ  i  0/0  d'antimoine  à  Tétat  d'oxydes, 
on  trouvait  après  le  même  temps  de  charge  sur  la  négative  une  pro- 
portion de  0,32  0/0  de  Sb  électrolysé  avec  Tacide  de  densité  J,32 
et  0,28  avec  Tacide  de  densité  1,21. 

Nous  avons  comparé  la  sulfatation  du  plomb  spongieux  de  négatives 
ainsi  souillées  à  celle  donnée  par  le  plomb  spongieux  pur.  La 
figure  134  montre  les  résultats  obtenus.  Les  courbes  1  et  2  se  rûp> 
portent  au  Pb  spongieux  pur  dans  Tacide  sulfurique  de  pureté  ordi- 
naire de  densités  1,32  et  1,19.  La  courbe  4  indique  la  sulfatation  d*une 
négative  renfermant  0,54  0/0  de  Sb,  dans  Tacide  de  densité  1,31.  La 
courbe  5  se  rapporte  à  une  négative  renfermant  0,32  0/0  d'antimoine 
et,  en  outre,  0,09  0/0  de  fer,  Tacide  étant  à  la  densité  1,32.  Enfin  la 
courbe  6  montre  le  cas  d'une  négative  souillée  de  0,28  0/0  d'anti- 
moine et  de  0,10  0/0  de  fer  plongée  dans  l'acide  de  densité  1,21. 

Ces  différentes  courbes  démontrent  l'influence  importante  de 
l'antimoine  sur  la  sulfatation  des  négatives,  influence  d'autant  plus 
grande  que  la  concentration  de  l'acide  est  elle-même  plus  élevée.  On 
retrouve  ici  encore  l'influence  du  fer,  expliquée  précédemment. 

On  peut  se  demander  comment  des  proportions  relativement  si 
faibles  peuvent  agir  si  puissamment.  Il  nous  a  alors  paru  intéres- 
sant de  rechercher  comment  était  réparti  l'antimoine  dans  la  matière 
active.  Nous  avons  pris  pour  cela  des  négatives  renfermant  une  pro- 
portion moyenne  de  0,32  Sb  0/0,  et  nous  avons  déterminé  les  propor- 
tions de  Sb  dans  les  différentes  couches  parallèles  à  la  surface  de  la 
plaque.  L'épaisseur  de  la  couche  enlevée  était  déduite  approxi- 
mativement du  rapport  des  poids  de  matière  enlevée  et  de  matière 
active  totale,  les  pastilles  ayant  sensiblement  la  forme  prismatique 
rectangulaire. 

On  observe  ainsi  que,  de  1,1  à  3  millimètres  (milieu  delà  pastille), 
il  n'y  a  plus  que  des  traces  très  faibles  d'antimoine.  Au  contraire,  la 
première  couche  superficielle  en  renferme  8,4  0/0,  la  moyenne 
étant  0,32.  Ces  chiffres  montrent,  comme  on  pouvait  le  prévoir,  que 
c'est  à  la  surface  que  se  trouve,  la  majeure  partie  de  l'antimoine, 
puisque  la  couche  de  0'"'",1  en  renferme  un  peu  plus  de  40  0/0  et  que 
les  99  0/0  sont  rencontrés  dans  le  premier  millimètre. 

On  comprend,  dans  ces  condition»,  que  le  couple  Pb  |  acide  sulfu- 
rique I  Sb,  dont  la  force  électroniotrice  est  voisine  de  0,5  volt  dans 
les  conditions  ordinaires,  produise  des  effets  aussi  énergiques. 


ACTIONS  LOCALES  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  351 

D'autres  métaux  peuvent  agir  comme  le  fer  par  suite  de  leurs 
différents  degrés  d'oxydation.  C'est  ainsi  que  le  manganèse,  que  Ton 
rencontre  dans  certains  miniums,  peut  créer  des  actions  locales. 
Pendant  Télectrolyse,  il  se  forme,  en  effet,  au  pôle  positif,  soit  de 
Tacide  permanganique,  soit  du  sulfate  manganique,  qui,  se  difTusant 
ensuite  vers  la  négative,  oxydent  celle-ci  en  se  réduisant^  en  sulfate 
manganeux.  Le  peroxyde  de  plomb  est  d'ailleurs  capable  d'oxyder  à 
nouveau  ce  dernier,  de  telle  sorte  qu'il  se  produit,  comme  dans  le  cas 
du  fer,  un  véritable  transport  d'oxygène  de  la  positive  à  la  négative. 

Ce  fait  a  été  vérifié  par  G.  v.  Knorre*.  Les  réactions  chimiques 
qui  se  produisent  dans  ce  cas  peuvent  se  traduire  par  les  équations  : 

2MnS0»  +  4PbO«  +  2HÎS0'  -  H^MnW  -f  4PbS0»  +  H^O, 
et 

H«Mn«07  +  4Pb  +  ÔH^SO^  =  2MnS0»  +  4PbS0»  +  7H20. 

Pour  expliquer  la  vitesse  plus    grande   de   décharge  locale^  de  - 

Taccumulateur  pour  les  fortes  concentrations  d'acide,  Dolezalek  a  dé-  ]  \ 

terminé  les  forces  électromotrices  des  couples  PbO^-H^  et  Pb-H*,  î  : 

dans  des  acides  de  concentration  variable  (voir  le  paragraphe  de  la  j 

Variation  de  la  force  électromotrice  avec  la  concentration^  p.  43).  : 

La  moindre  impureté  conductrice  sur  chacune  des  électrodes  crée  en 
effet  un  couple  local,  et  sur  cette  impureté  se  dégage  soit  H,  soit  O, 
qui  agissent  comme  électrodes. 

On  a  vu  l'augmentation  rapide  de  la  force  électromotrice  du  couple 
Pb-H*  avec  la  concentration.  Celle  du  couple  PbO^-O  s'obtiendra 
en  retranchant  des  valeurs  e  du  tableau  44  la  valeur  i  ,06  volt  cor- 
respondant à  la  force  électromotrice  de  la  chaîne  hydrogène-oxygène. 

1.  D'après  Rose,  la  coloration  rouge  observée  dans  un  électrolyte  renfermant 
du  manganèse  ne  serait  pas  due  à  Tacide  permanganique,  mais  à  un  sel  nian- 
ganique  presque  identiquement  rouge . 

Elbs(Zet7«cÂ/\  /*.  Eleklrochemie,  t.  VU,  p.  260),  en  étudiant  l'électrolyse  du  man- 
ganèse en  solution  sulfurique,  a  trouvé  qu'il  pouvait  se  produire,  selon  les  con- 
ditions, du  sulfale  minganiqiie,  de  loxyde  brun  et  de  Tacide  permanganique,  ou 
deux  de  ces  produits  simultanément. 

Antérieurement,  on  concluait  toujours  à  la  formation  d'acide  permanganique 
quand  une  solution  sulfurique  renfermant  du  manganèse  se  colorait  en  rouge 
violet  par  l'électrolyse.  En  analysant  les  spectres  d'absorption,  Elbs  a  montré 
qu'on  peut  se  trouver  également  en  présence  du  sulfate  manganique,  qui  pré- 
sente la  même  coloration,  ou  d'un  mélange  de  ces  deux  corps. 

2.  ZeiUchr.  f.  Elek  troc  hernie,  t.  III,  p.  362. 

3.  Éclairage  électrique,  t.  XXIII,  p.  502. 


352  LES  ACCUMIJIATKURS  ÉLECTRIQUES 

Ces  valeurs  sont  les  suivantes  (tableau  115)  : 

TABLEAU    113 

H^SO»  0/0 4,86        9,33       19,76       26,36       52,93 

Forces  électromotrices  en  volts, 
mesurées  par  Dolezalek  : 

Couple  Pb-H2 0,27         0,28        0,32        0,34        0,43 

Couple  PbO*-0 0,5.",        0,56        0,59        0,62        0,72 

Leur  augmentation  avec  la  concentration  explique  Taugmentation 
cor'tespondante  des  actions  locales. 

M.  Darrieus  diminue  les  actions  locales  dues  à  Thétérogénéité  des 
plaques  négatives,  en  amalgamant  celles-ci  tout  comme  dans  les  piles 
primaires.  Cette  amalgamation  se  fait  soit  en  immergeant  les 
plaques  dans  une  solution  d'un  sel  de  mercure,  soit  en  précipitant 
du  mercure  par  électrolyse. 

Avec  des  négatives  amalgamées,  il  trouve  toujours  une  force 
électromotrice  plus  élevée  qu'avec  les  négatives  ordinaires  (2,35  volts 
au  lieu  de  2,24  volts)  '. 

I/action  du  mercure  serait  de  diminuer  la  force  électromotrice  du 
couple  parasite  produit  entre  la  matière  active-  et  son  support.  La 
présence  du  mercure  rend  aussi  le  plomb  spongieux  moins  attaquable 
par  Tacide  sulfurique*. 

Dolezalek  a  également  montré  que  l'amalgamation  du  Pb  diminue 
considérablement  Tattaque  par  Tacide  sulfurique. 

1.  Darrieus  trouve  également  que  la  capacité  est  supérieure  ;  c'est  ainsi  qu'un 
élément  ordinaire  renfermant  12^«,5  de  plomb  donnait  150  ampères-heures  au 
régime  de  50  ampères,  tandis  que  le  même  avec  négatives  amalgamées 
(416  grammes  Hg)  donnait,  au  même  régime,  185  ampéres-heures,  la  différence  de 
potentiel  minimum  étant  1,80  volt  dans  les  deux  cas. 

2.  D'après  M.  Darrieus,  cette  amalgamation  ne  serait  pas  possible  pratique* 
ment,  par  suite  de  la  tlégradation  rapide  qui  en  résulte  pour  la  négative. 


CHAPITRE  XII 
RENDEMENT  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


Rendement  en  quantité.  —  On  appelle  rendement  en  quantité  ou  en 
ampères-heures  le  rapport  entre  la  quantité  d'électricité  débitée  par 
Taccumulateur  et  la  quantité  d'électricité  chargée.  Si  on  appelle  i  et 
i  les  intensités  en  décharge  et  en  charge  et  t  et  t'  les  temps  corres- 
pondants, on  a  pour  le  rendement  p  en  quantité  : 


/.'■ 


idt 


idt 


ou  plus  simplement,  si  les  intensités  sont  maintenues  constantes  en 
charge  et  en  décharge, 

a 

Quoique  la  mesure  de  ce  rendement  paraisse  très  simple,  de 
grandes  difficultés  se  présentent  dans  sa  détermination  pratique. 
Quand  on  veut  obtenir  d'une  façon  régulière  la  capacité  d'un  accu- 
mulateur, dans  des  conditions  de  décharge  bien  déterminées  et 
toujours  semblables,  il  est  évidemment  une  valeur  mini  ma  de  la 
quantité  d'électricité  chargée  qui  permettra  d'obtenir  ce  résultat. 
La  difficulté  provient  justement  de  la  détermination  exacte  de  ce 
minimum. 

On  a  vu  en  effet  que,  si  la  fin  de  la  charge  présente  une  augmenta- 
tion de  la  différence  de  potentiel,  celle-ci  n'est  cependant  pas  suffi- 
samment brusque  pour  ne  laisser  place  à  aucune  incertitude  sur  la 

23 


354  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

fin  exacte  de  cette  chaxge.  D'autre  part,  le  rendement  en  quantité 
doit  s'établir  sur  une  suite  d'un  nombre  suffisant  de  charges  et  de 
décharges  eiTectuées  dans  les  mêmes  conditions.  Sur  une  seule  ou 
deux  expériences  seulement,  on  pourrait  obtenir  des  résultats  erronés, 
tels  qu'un  rendement  supérieur  à  1,00,  explicable  par  Tiniluence  des 
états  antérieurs.  C'est  ainsi  qu'en  effectuant  d'abord  sur  un  élément 
une  décharge  à  une  certaine  intensité,  on  peut,  après  recharge, 
obtenir  pour  la  décharge  suivante  une  capacité  supérieure  à  la  quan- 
tité d'électricité  chargée,  si  cette  deuxième  décharge  a  lieu  à  intensité 
plus  faible  que  la  première.  11  en  est  de  même  si  la  température  a 
varié  d'une  décharge  à  l'autre,  à  intensité  égale.  D'un  autre  côté, 
même  en  supposant  une  suite  de  décharges  à  intensité  constante,  si 
la  quantité  d'électricité  chargée  est  insuffisante,  le  rendement  en 
quantité  qu'on  en  déduira  sera  supérieur  au  rendement  vrai;  mais 
alors  on  verra  la  capacité  diminuer  peu  à  peu.  Le  problème  se 
complique  encore  par  ce  fait  que,  indépendamment  de  l'intensité,  de 
la  température,  de  la  quantité  d'électricité  chargée,  la  capacité  de 
l'élément  peut  augmenter  ou  diminuer,  soit  par  suite  du  foisonnement 
de  la  matière  active  positive,  soit  par  suite  de  la  contraction  de  la 
matière  active  négative.  Pour  ces  différentes  raisons,  la  détermination 
du  rendement  doit  être  effectuée  sur  un  nombre  suffisamment  élevé 
de  charges  et  de  décharges  dans  les  mêmes  conditions. 

Le  rendement  en  quantité  d'un  accumulateur  soigneusement 
construit  peut  atteindre  assez  facilement  0,90  à  0,95.  La  petite  perte 
5  à  10  0/0  dans  la  quantité  d'électricité  provient  de  deux  causes  :  l**  le 
dégagement  gazeux,  inévitable  à  la  fin  de  la  charge  et  qui  représente 
évidemment  une  perte  en  ampères-heures  proportionnelle  à  la  masse 
des  gaz  oxygène  et  hydrogène  électrolysés;  â^  les  actions  locales  qui, 
ainsi  qu'on  l'a  vu  précédemment,  se  produisent  pendant  toutes  les 
périodes  de  fonctionnement  de  l'accumulateur  (charge,  décharge, 
repos)  et  correspondent  à  une  perte  de  quantité  d'électricité. 

Ces  deux  causes  de  pertes  expliquent  que  le  rendement  en  quantité 
dépende  de  l'intensité  du  courant  de  charge,  de  la  densité  de  l'acide 
employé  et  de  la  pureté  des  substances.  Un  rendement  aussi  élevé 
que  celui  cité  précédemment  (0,93)  ne  peut  être  obtenu  qu'à  condition 
de  ne  pas  charger  à  une  densité  de  courant  trop  élevée  (ne  dépassant 
pas  environ  0,5  ampère  par  décimètre  carré  de  surface  apparente 
de  plaque),  d'employer  des  substances  pures  et  de  l'acide  déconcen- 
tration ne  dépassant  pas  2.V  B.  (g?=  1,21). 

En  pratique,  même  dans  les  stations  centrales  où  le  rendement  des 


RENDEMENT  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


355 


accumulateurs  joue  un  rôle  important,  on  n'exige  jamais  des  valeurs 
aussi  élevées  pour  le  rendement  en  quantité.  C'est  qu'en  effet  il  faut 
tenir  compte  ici  de  l'intensité  de  charge,  qui  quelquefois  est  assez 
élevée,  des  petites  quantités  inévitables  d'impuretés  qui  viennent 
augmenter  les  actions  locales,  et  enfin  des  intervalles  de  repos  avec 
lesquels  croît  l'importance  des  actions  locales,  et  qui  atteignent 
souvent  douze  heures  par  jour  dans  certaines  stations  centrales. 
Pour  ces  raisons,  les  valeurs  pratiquement  obtenues  pour  le  rende- 
ment en  quantité  varient,  dans  ce  cas  particulier,  de  0,80  à  0,90  <. 

Avec  les  impuretés,  les  actions  locales  croissent,  comme  nous 
l'avons  montré  dans  le  précédent  chapitre.  Le  rendement  en  quan- 
tité, qui  dépend  de  l'importance  des  actions  locales,  doit  donc  baisser 
avec  la  teneur  en  impuretés  de  l'électrolyte  employé.  C'est  ainsi  que 
les  expériences  que  nous  avons  entreprises  dans  ce  sens  (Voir 
tableaux  110  et  111)  nous  ont  indiqué  que,  pour  les  négatives  parti- 
culièrement, de  petites  quantités  d'impuretés  peuvent  amener  pendant 
un  jour  une  perte  de  3  0/0  par  actions  locales. 

Le  rendement  en  quantité  dépend  également  de  la  température;  il 
est  d'autant  plus  faible  que  la  température  est  élevée.  C'est  ce  qu'ont 
montré  (Voir  p.  275)  les  expériences  de  Heim,  effectuées  sur  des 
éléments  à  plaques  à  grande  surface.  Le  tableau  116  indique  cette 
dépendance. 

TABLEAU   116 


TEMPÉRATURE 

LNTENSITÉ 

QUANTITÉ   D'ÉLEOTHH:iTK 
B.1  A  M  pênes- H  El- RE» 

RENDEMENT 

VALKIIR 

en 

en 

en 

DEGRÉS   C. 

AHfÈREl 

Décharge 

Charge 

OIAXTITÉ 

MOYB.M.NB 

14 

32,0 

57,6 

61,3 

0,î)30 

i4 

.32,0 

r>6,8 

."9,2 

0,960 

0,95 

H 

32,0 

57,6 

60,8 

0,946 

45 

32,0 

111,2 

128,0 

0,868 

0,86 

4o 

32,0 

108,8 

128,0 

o,8:»o 

14 

20,0 

71,0 

76,0 

0,93:) 

4:» 

20,0 

128,0 

U3,0 

0,895 

1.  11  n*qst  question  ici  que  d'accumulateurs  dam  leur  état  normal,  c'esl-à-dire 
préparés  avec  des  substances  aussi  pures  que  possible  et  exempts  de  courts- 
circuits  intérieurs.  Il  est  évident  que  si,  par  suite  d'un  défaut  d'entretien,  les  élé- 
ments travaillent  avec  des  courts-circuits  intérieur^,  soit  par  suite  d'amas  de 
matière  positive  détachée,  soit  par  suite  de  gondolement  des  plaques,  le  rende- 
ment en  ampères-heures  peut  diminuer  con^dérablemenl  et  descendre  au-dessous 
de  0,50. 


356 


LES  ACCUMUIATECRS  ÉI^CTRIQUES 


Pour  la  deuxième  partie  du  tableau  (intensité  20  ampères),  il  y 
avait  un  isolement  d*une  nuit  entre  deux  opérations  successives. 

D'autres  essais,  également  avec  périodes  d'isolement  d'une  nuit 
(ce  qui  rendait  le  rendement  particulièrement  faible),  mais  efTectués 
sur  des  éléments  plus  gros,  du  même  type  (positives  à  grande  sur- 
face), donnaient  les  valeurs  du  tableau  117. 

TABLEAU    117 


TEMPERATURE 

LNTENSITÉ 

QUANTITÉ  D'ÉLECTRICITÉ 

RENDEMENT 

VALEUR 

en 

en 

M^   AM  PARES- HEU  nés 

en 

DEGRiS  C. 

AMPèRBS 

Décharge 

Charge 

Ql'ANTITÉ 

lfOYE.^5B 

12,0 

140 

385 

441 

0,874 

0,88 

11,7 

140 

387 

434 

0,891 

4r>,9 

140 

735 

896 

0,820 

0,82 

Dans  les  essais  que  nous  avons  décrits  (p.  283)  relativement  à 
rinfluence  de  la  température  sur  la  capacité,  nous  avons  démontré 
que  la  baisse  de  capacité  qui  se  produit  à  température  élevée  pour 
les  faibles  intensités  provient  d'une  augmentation  des  actions  locales, 
particulièrement  sur  les  plaques  négatives. 

Si  le  rendement  en  quantité  dépend  notablement  de  la  tempéra- 
ture, c'est  donc  surtout  les  négatives  qui  en  sont  la  cause.  Dans  nos 
expériences,  pour  une  densité  de  courant  de  décharge  et  de  charge 
égale  à  0,4  ampère  par  décimètre  carré  de  surface  totale  apparente 
de  positive,  nous  trouvions  les  valeurs  du  tableau  118  pour  le  rende* 
ment  de  plaques  négatives  semblables  placées  dans  les  mêmes  con- 
ditions, sauf  en  ce  qui  concernait  la  température  de  décharge. 

TABLEAU   118 

Température  de  décharge  t  =z  18° G.      Rendement  en  quantité  p  =  0,81) 

—  —  42  —  —  0,80 

—  —  Gl  —  —  0,09 


Il  est  à  noter  que,  dans  ces  cas,  la  température  de  charge  était, 
pour  les  trois  plaques,  la  température  ambiante,  21°  C,  et  que  le 
rendement  aurait  baissé  beaucoup  plus  considérablement  en  fonction 
de  la  température,  si  celle-ci  avait  été  maintenue  en  charge  comme 


RENDEMENT  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  357 

en  décharge,  les  actions  locales  dues  principalement  à  Tattaque  du 
plomb  spongieux  par  Tacide  sulfurique  se  produisant  avec  une 
intensité  au  moins  aussi  élevée  pendant  la  charge  que  pendant  la 
décharge. 

Rendement  en  énergie.  —  A  côté  du  rendement  en  quantité,  il  y  a 
lieu  de  considérer  le  rendement  en  énergie  ou  en  watts>lieures,  beau- 
coup plus  important  que  le  premier.  C'est  le  rapport  entre  Ténergie 
fournie  à  la  décharge  et  Ténergie  absorbée  pendant  la  charge,  dans 
les  mêmes  conditions  que  celles  ci-dessus  spécifiées  pour  le  rende- 
ment en  quantité. 

Si  on  appelle  e  et  i  la  différence  de  potentiel  et  l'intensité  à 
chaque  instant,  pendant  la  décharge,  et  e'  et  x  les  valeurs  correspon- 
dantes pendant  la  charge,  on  a  pour  le  rendement  t\  en  énergie  : 


/: 


exdi 


/   ei'dt 

En  supposant  que  la  décharge  et  la  charge  ont  lieu  à  intensité 
constante,  il  vient  : 

.    f  edt 
/   edt 

J    0 

que  Ton  peut  mettre  sous  la  forme  : 

edt 


^=?7 


it  t  J  0* 


i  J  0 
it 


Le  premier  rapport  -7^  représente,  comme  on  a  vu  précédemment, 

le  rendement  en  quantité  p.  Quant  à  l'expression  ^  /  edt,  elle  s'ob- 
tient aisément  en  intégrant  les  courbes  de  «harge  ou  de  décharge 
(Voir  fig.  60)  et  en  divisant  par  le  temps  de  décharge  ou  de 
charge.  On  peut  désigner  ces  valeurs  sous  le  nom  de  différence  de 
potentiel  moyenne  e^oy  pendant  la  décharge  et  e'^oj  pendant  la  charge, 
de  telle  sorte  que  le  rendement  en  énergie  s'exprime  simplement  en 
fonction  du  rendement  en  quantité,  par  l'expression  : 


^  =  P 


moy 


358  I^ES  ACCUMULATEURS  ÉIJiCTRIQUES 

Le  rapport  -r-^  est  ce  que  Reynier  appelait  le  coeflîckDt  de  baisse. 

11  varie  en  sens  inverse  de  Tintensité.  On  a  vu,  en  effet,  antérieu- 
rement, que  plus  rintensité  est  élevée,  plus  est  faible  la  valeur  e„oyet 
plus  s'élève  la  valeur  e^aoy  Le  rapport  baisse  donc  assez  rapidement 
quand  l'intensité  croît. 

La  différence  de  potentiel  peut  s'exprimer  d'autre  part  en  fonction 
de  la  force  électromotrice  et  de  la  résistance  intérieure  de  la  façon 
suivante  : 

et 

C  moy  ^^^  fc*  moy  "T"  ^  owy  *  • 

Si  la  force  électromotrice  était  la  même  pendant  la  charge  et 
pendant  la  décharge,  la  perte  en  énergie  ne  proviendrait  donc  que 
de  la  chaleur  Joule  due  à  la  résistance  intérieure  de  l'élément.  Il  n'en 
est  malheureusement  pas  ainsi,  et  la  force  électromotrice  est,  comme 
on  sait,  supérieure,  pendant  la  charge,  à  la  force  électromotrice  de 
décharge,  de  telle  sorte  que,  même  en  rendant  très  faible  l'intensité, 
ce  qui  permet  de  négliger  la  chaleur  Joule  (proportionnelle  au  carré 
de  cette  intensité),  on  a  encore  un  coefficient  de  baisse  sensiblement 
plus  petit  que  l'unité.  L'accumulateur  au  plomb  ne  devient,  ainsi 
qu'on  l'a  vu  précédemment  {/îg.  39),  parfaitement  réversible  que  pour 
une  intensité  nulle.  Les  courbes  de  la  figure  39  indiquent  que,  pour 
la  densité  de  courant  excessivement  faible  0,0017  ampère  par  déci- 
mètre carré,  la  différence  entre  les  forces  électromotrices  de  charge 
et  de  décharge  au  même  instant  est  de  0,006  volt,  valeur  égale  à 
0,3  0/0  de  la  force  électromotrice.  La  chute  de  tension  due  à  la 
résistance  intérieure  n'est  à  ce  moment  que  de  0,00003  volt,  valeur 
absolument  négligeable  devant  la  première.  Pour  les  densités  de 
courant  ordinairement  employées  et  qui  sont  rarement  inférieures  à 
0,5  ampère  par  décimètre  carré  de  surface  apparente  de  plaque, 
ces  deux  partes  deviennent  beaucoup  plus  considérables,  et  il  y  a 
lieu  de  considérer  le  cas  général  où  les  charges  et  décharges  sont 
complètes  et  le  cas  particulier  des  charges  et  décharges  par- 
tielles (comme  par  exemple  dans  le  fonctionnement  des  batteries- 
tampon). 

Pour  établir  les  valeurs  du  rendement  en  énergie  dans  le  premier 
cas,  lorsque  les  décharges  sont  complètes,  c'est-à-dire  poussées  jus- 

qu'au  crochet,  nous  avons  déterminé  la  valeur  du  rapport  -f^  pour 


e 


moy 


RENDEMENT  DE  L'ACCUMULATEL'R  AU  PLOMB 


359 


un  même  élément  déchargeant  à  des  densités  de  courant  différentes, 
d  =L  0,5  à  2,5  ampères  par  décimètre  carré,  et  fonctionnant  dans  des 
acides  de  concentrations  difTérentes,  14  à  34^  B.  Ce  sont  ces  essais 
qui  ont  été  donnés  dans  le  chapitre  relatif  à  la  variation  de  différence 
de  potentiel  avec  l'intensité,  et  dont  le  tableau  de  la  page  ^24  résume 
les  mesures.  De  ces  mesures  nous  pouvons  extraire  celles  qui  nous 
intéressent  plus  particulièrement  ici  et  qui  sont  exprimées  dans  le 
tableau  119. 

TABLEAU    119 


DÉCHARGE 

CHARGE 

tUBUIIT  r. 

COKESTUTIOS 

-^m^^ 

.. 

en 
énergie 

M   L* ACIDE 

db.xsit£ 

TEMPS 

DKJI91TÉ 

TBMPS 

RAPPORT 

Mrrespvakit 
à  un 

DB  COOR  A!«T 

en 

bBCOL'RAKT 

en 

«moy 

rendement 

(prise  fin  charge) 

amp.  :  dm^ 
de  Burfare 
apparente 

DK    DiCHAROe 

en  heures 

amp.  :  dmS 

de  sarface 

apparente 

UE  CHARGE 

en  heures 

erooj 

eu 
quanlité 

p  =-  o,yo 

i4 

0,50 

7,20 

0,50 

8,00 

0,861 

0,775 

18 

0,50 

8,75 

0,50 

9,75 

0,863 

0,777 

22 

0,50 

9,90 

0,50 

11,00 

0,866 

0,779 

26 

0,50 

11,20 

0,50 

12,50 

0,869 

0,782 

30 

0,50 

12,40 

0,50 

13,80 

0,872 

0,785 

34 

0,50 

13,35 

0,50 

14,80 

0,871 

0,784 

U 

0,75 

4,05 

0,50 

6,75 

0,845 

0,760 

18 

0,75 

5,05 

0,50 

8,40 

0,853 

0,768 

22 

0,75 

5,80 

0,50 

9,65 

0,849 

0,764 

26 

0,75 

6,65 

0,50 

11,10 

Ci,856 

0,770 

30 

0,75 

7,35 

0,50 

12,25 

0,853 

0,768 

34 

0,75 

8,35 

0,50 

13,90 

0,856 

0,770 

14 

1,25 

1,87 

0,50 

5,19 

0,815 

0,733 

18 

1,25 

'l,M 

0,50 

6,72 

0,837 

0,753 

22 

1,25 

2,87 

0,50 

7,97 

0,828 

0,747 

26 

1,25 

3,t3 

0,50 

9,52 

0,832 

0,749 

30 

1,25 

3,87 

0,50 

10,75 

0,8H 

0,757 

34 

1,25 

4,20 

0,50 

11,66 

0,8i2 

0,758 

14 

2,50 

0,62 

0,50 

3,47 

0,774 

0,697 

18 

2,50 

0,86 

0,R0 

4,76 

0,787 

0,708 

22 

2,50 

1,05 

0,50 

5,83 

0,798 

0,718 

26 

2,50 

1.40 

0,50 

7,77 

0,799 

0,719 

30 

2,50 

1,60 

0,50 

8,88 

0,802 

0,722 

34 

2,50 

1,75 

0,50 

9,71 

0,800 

0,721 

On    constate  que  l'augmentation  de    la   différence  de    potentiel 
moyenne  avec  la  concentration  est  moins  rapide  pendant  la  charge 


360  LES  ACCUMUIATEURS  ÉI^CTRIQUES 

que  pendant  la  décharge,  de  sorte  que  le  rapport  -7^  croît  avec  la 

^  moy 

concentration. 

D'autre  part,  pour  une  même  concentration,  ce  rapport  décroît 
rapidement  quand  la  densité  du  courant  augmente,  et  la  baisse  est 
d'autant  plus  rapide  que  la  concentration  est  plus  faible.  On  remar* 
quera  ici  que,  seule,  la  densité  du  courant  de  décharge  est  variable; 
dans  le  cas  où  celle  de  charge  varierait  également,  la  diminution  du 
coefficient  de  baisse  serait  beaucoup  plus  rapide. 

On  peut  conclure  de  ces  essais  que,  pour  un  même  rendement  en 
quantité,  le  rendement  en  énergie  augmente  sensiblement  avec  la 
concentration  et  diminue  beaucoup  lorsque  croît  la  densité  de  cou- 
rant. Dans  ce  dernier  cas,  la  perte  d'énergie  s'élève  non  seulement 
par  suite  de  l'augmentation  de  la  chaleur  Joule  rP  due  à  la  résis- 
tance intérieure,  mais  encore  par  suite  de  la  diminution  de  la  force 
électromotrice  moyenne  à  la  décharge  quand  celle-ci  est  eîTecluée 
à  un  régime  croissant.  Lorsque  la  charge  est  effectuée  à  une  densité 
de  courant  également  croissante,  on  constate,  en  outre  de  la  perte  en 
chaleur  rP,  une  augmentation  de  la  force  électromotrice  moyenne 
de  charge. 

Ces  variations  de  la  force  électromotrice,  qui  tendent  à  abaisser  le 
rendement  en  énergie,  ont  été  expliquées  précédemment  et  sont  dues 
aux  concentrations  variables  de  l'acide  dans  les  pores  de  la  matière 
active. 

L'augmentation   avec  la  concentration   du  rapport  -f^  provient 

^  moy 

principalement  de  l'augmentation  du  rapport  des  forces  électromo- 
trices moyennes  -^7^  en  décharge  et  en  charge. 

*-*  inoy 

Cette  loi  nous  paraît  très  intéressante  au  point  de  vue  théorique, 
car  elle  indique  très  bien  que  le  rendement  en  énergie  est  d'autant 
plus  élevé  que  la  force  électromotrice  est  grande  pour  tous  les 
couples  réversibles  qui  présentent,  vers  la  fin  delà  charge,  une  sur- 
élévation passagère  de  la  force  électromotrice,  due  soit  à  une  aug- 
mentation de  concentration  dans  les  pores  de  la  matière  active,  soit 
à  la  séparation  de  l'électrolyte  en  ses  ions  simples  ou  même  avec 
formation  de  traces  de  corps  suroxygénés  ou  surhydrogénés,  soit 
encore  à  ces  deux  causes. 

En  ce  qui  concerne  l'accumulateur  au  plomb,  le  rendement  en 
énergie  ne  croîtra  évidemment  avec  la  concentration  que  tant  que 


RENDEMENT  DE  1/ ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  36! 

raugmentaiion  du  rapport  -—-  sera  plus  élevée  que  la  diminution  du 

rendement  en  quantité  avec  la  concentration.  II  ne  suivra  également 
cette  loi  que  tant  que  la  densité  de  courant  en  charge  ou  en  décharge 
ne  sera  pas  très  élevée  ;  car  alors  la  perte  d'énergie  due  à  la  résis- 
tance intérieure  serait  prédominante  et,  dans  ce  cas,  le  rendement 
serait  maximum  vers  la  concentration  30,4  0/0  H/*SO'  (27*  B.), 
qui  donne  la  résistivité  la  plus  faible. 

On  sait  d'ailleurs  qu'entre  les  concentrations  20  à  40  0/0  H^SO* 
les  variations  de  résistivité  de  l'acide  et,  par  suite,  de  résistance  inté- 
rieure de  l'accumulateur  sont  très  faibles.  Pour  celte  raison  et  par 
suite  de  l'emploi,  en  pratique,  de  concentrations  ne  dépassant  pas 
32^  B.  pour  des  raisons  déjà  expliquées,  on  peut  dire  d'une  façon 
générale  que  le  rendement  en  énergie  de  l'accumulateur  au  plomb 
croît  avec  la  concentration. 

Le  rapport  -7^  entre  la  différence  de  potentiel  moyenne  de  décharge 

et  celle  de  charge  est  très  important  à  considérer  en  pratique,  dans 
le  cas  où  les  charges  et  décharges  successives  sont  seulement  par- 
tielles et  durent,  quelquefois  des  temps  excessivement  courts 
(quelques  secondes),  comme  cela  a  lieu  dans  l'utilisation  des  batteries 
en  batteries-tampon.  On  verra  que,  dans  ces  cas,  on  demande  à  la 
batterie  placée  d'une  façon  permanente  en  dérivation  avec  les  machines 
dynamo-électriques,  de  régulariser  le  débit  de  celles-ci  et  la  tension 
du  réseau,  quelles  que  soient  les  variations  de  charge  de  celui-ci. 

Pour  des  variations  de  tension  très  faibles,  la  batterie  doit  donc 
pouvoir,  dans  ces  conditions,  tantôt  fournir,  tantôt  absorber  des 
intensités  de  courant  aussi  élevées  que  possible,  ce  qui  revient  à  dire 

que,  pour  une  intensité  déterminée,  le  rapport  -7^  doit  être  aussi 

^  moy 

rapproché  que  possible  de  l'unité. 

Nous  avons  vu  que  ce  rapport  ne  dépasse  guère  0,87  pour  une 
densité  de  courant  normale  et  dans  le  cas  où  les  charges  et  décharges 
sont  complètes.  On  conçoit  facilement  que  ce  rapport  doive  augmen- 
ter quand  ces  deux  opérations  ne  sont  que  partielles,  car,  d'une  part, 
la  différence  de  potentiel  baisse  moins  à  la  décharge  pendant  que, 
d'autre  part,  elle  monte  moins  à  la  charge,  la  force  électromotrice 
et  la  résistance  intérieure  agissant  dans  le  même  sens  pour  produire 
ces  effets. 

Mais  ce  rapport  dépendra  évidemment  aussi  de  l'état  dans  lequel 


362  I-E>   AOCOULATEm^  ÉL£CTR]QrEïi 

se  troQTe  TélémeoL  Nous  avons  déterminé  par  expérience  cette 
influence  en  mesurant  aux  différents  états  de  charge  et  de  décharge 
d'un  accumulateur  les  différences  de  potentiel  moyennes  pour  deux 
périodes  successives  de  trente  secondes  de  décharge,  trente  secondes 
de  repos,  trente  secondes  de  charge  et  trente  secondes  de  reposa 

p 

Le  tableau  120  résume  ces  essais.  Il  montre  que  le  rapport  -^  est 

«■^ 

plus  faible  an  début  et  à  la  fin,  soit  de  la  décharge,  soit  delà  charge, 

et  qu*i]  passe  par  un  maximum  vers  le  tiers  environ  de  ces  deux 

E 
opérations.  Le  rapport  ^p^  suit  la  même  loi.  11  est  intéressant  de 

remarquer  combien  sont  plus  élevées  les  quatre  valeurs  e,^^  E^^^ 
e^Mf  et  E'^^  quand  Télément  est  en  état  de  charge,  même  en  consi- 
dérant des  points  correspondants  où  la  composition  chimique  des 
matières  actives  doit  être  la  même  en  charge  qu*en  décharge.  Ce 
fait  est  explicable  par  la  concentratioa  variable  d*acide  dans  les 
pores  de  la  matière  active,  concentration  qui,  comme  on  sait,  s^élève 
rapidement,  pendant  la  charge,  à  une  valeur  supérieure  à  celle  de 
Tacide  extérieur,  tandis  que,  pendant  la  décharge,  elle  atteint  rapi- 
dement une  valeur  inférieure  à  celte  dernière. 

Dans  la  position  de  charge,  Taccumulateur  fonctionne  donc 
comme  un  élément  de  concentration  et,  par  suite,  de  force  électromo- 
trice plus  élevées  que  dans  la  position  de  décharge.  C'est  pour  cette 
raison  que  Ton  trouve  dans  ce  dernier  cas  des  valeurs  de  «m>r  et  de 
EaM»y  un  peu  inférieures  à  celles  du  premier  cas,  pour  des  états  corres- 
pondants de  la  capacité. 

Une  preuve  très  remarquable  de  rinfluence  qu'exerce  dans  ces 
circonstances  la  concentration  de  Tacide  dans  les  pores  de  la  matière 
active  est  donnée  par  la  comparaison  des  valeurs  exprimées  aux 
points  0,08  de  la  décharge  et  0,08  de  la  charge.  Les  états  chimiques 
des  matières  actives  en  ces  deux  poinlss  ont  tout  à  fait  différents, 
puisque,  dans  un  cas,  l'élément  se  trouve  aux  premières  minutes  de  la 
décharge,   tandis  que,  dans   le  second  cas,  il  commence    depuis 

1.  L'élément  essayé  était  du  type  Faure  :  positives  à  augets  empâtés,  néga- 
tives à  pastilles.  La  décharge  et  la  charge  de  l'élément,  en  vue  de  déterminer  son 
état  actuel,  étaient  effectuées  à  ladensité  0,75  ampère  par  décimètre  carré  de  sur> 
face  apparente  de  plaques,  et  les  périodes  de  trente  secondes,  à  la  densité 
3,3  ampères  par  décimètre  carré  de  surface  apparente.  La  concentration  d'aci<le 
était  '2y  B.  Faisons  remarquer  ici  que  les  valeurs  données  par  le  tableau  suivant 
ne  sont  valables  (fue  pour  les  périodes  de  trente  secondes.  Des  périodes  plus 
ionguch  donneraient  évidemment,  pour  les  rapports  des  différences  de  potentiel, 
des  chiffres  plus  faibles. 


RENDEMENT  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


363 


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3 

364 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


quelques  minutes  seulement  sa  charge.  Or  on  trouve  pour  E^o,  les 
valeurs  2,045  et  2,035  et  pour  E'„oy  2,135  et  2,125,  valeurs  très 
voisines  et  qui  donnent  pour  ^—^  deux  rapports  sensiblement  égaux 

0,958  et  0,957. 

Il  est  donc  permis  de  dire  qu'en  ces  deux  points  si  différents 
comme  état  de  capacité,  il  y  a  même  état  de  concentration  de  Tacide 
imprégnant  les  pores  de  la  matière  active  qui  travaille.  Le  rôle 
de   la  résistance  intérieure  est  mis  en  évidence  par  la  comparai- 

son  des  rapports  -r^>  qui  sont  plus  différents  que  l«s  deux  premiers. 

inoy 

On  sait  que  la  résistance  intérieure  est  plus  faible  au  début  de  la 
décharge  qu'au  début  de  la  charge,  et  c'est  ce  qui  explique  la  valeur 

de  -; —  un  peu  plus  élevée  dans  le  premier  cas  (0,846)  que  dans  le 

^  moy 

second  (0,840)  ^ 

Les  expériences  précédentes  étaient  effectuées  à  la  même  intensité. 
On  peut  se  demander  comment  varient  les  différents  facteurs  consi- 
dérés plus  haut,  en  fonction  de  la  densité  de  courant. 

Nous  avons  étudié  antérieurement  la  variation  de  la  tension  aux 
bornes  en  fonction  de  Tinlensité  pour  des  décharges  et  des  charges 
partielles.  Si  nous  nous  reportons  à  cette  étude,  nous  pouvons  déduire 

d'après  les  courbes  de  la  figure  85  les  valeurs  des  rapports  -7^  et 

^  moy 

p7^  en   admettant  une  densité  de  courant  égale  en.  charge  et  en 

'-*  moy 

décharge. 
Ce  sont  ces  valeurs  que  Ton  trouvera  dans  le  tableau  121. 

TABLBAU    121 


DENSITÉ 

RAPPORT 

RAPPORT 

DE  COl'RA.NT    E.X    AMP.  :    DM*- 

de  surface  apparente 

emoy 

EmoT 

de  plaques 

Cm«y 

E'inoy 

0,50 

0,971 

0,989 

o,7n 

0,900 

0,987 

^2rî 

0,940 

0,982 

2,50 

0,885 

0,970 

3,00 

0,860 

0,967 

4,00 

0,810 

0,960 

5,00 

0,766 

0,952 

1.  Au  point  de  vue  pratique,  on  peut  conclure  de  ces  essais  que,  dans  le 
fonctionnement  des  batteries-tampon,  on  obtient  le  meilleur  réglage  lorsque  la 
batterie  est  éloignée  des  états  fin  charge  et  fin  décharge  ;  le  point  le  plus  avan- 


RENDEMENT  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  365 

En  comparant  ces  valeurs  à  celles  données  par  le  tableau  119  et 
relatives  à  des  décharges  et  charges  complètes,  on  constate  que,  pour 
la  même  densité  de  courant  et  la  même  concentration  d'acide,  le  rap- 
port des  différences  de  potentiel  est  ici  beaucoup  plus  élevé.  Comme 
d*autre  part  le  rendement  en  quantité  s'élève  également,  il  en  résulte, 
pour  le  rendement  en  énergie,  une  valeur  beaucoup  plus  rapprochée 
de  Tunité  et  qui  peut  atteindre  : 

0,97  .  0,971  =  0,94, 

pour  la  densité  0,5  amp.  :  dm',  et  encore  0,90  pour  une  densité  de 
courant  ne  dépassant  pas  1,5  amp.  :  dm'. 

Le  tableau  précédent  permet  également  de  se  rendre  compte  que 
si,  dans  un  tel  exemple  d'utilisation  de  l'élément,  la  perte  d'énergie 
provient  principalement  dé  la  perte  en  joules  due  à  la  résistance 
intérieure,  cette  cause  n'est  pas  la  seule,  et  que  celle  qui  est  due  aux 
variations  de  force  électromotrice  en  charge  et  en  décharge  n'est 
cependant  pas  négligeable  et  paraît  l'être  relativement  d'autant 
moins  que  la  densité  de  courant  est  faible. 

Pour  rechercher  l'influence  de  la  concentration  sur  le  rendement 
en  énergie  dans  les  mêmes  conditions  que  précédemment  (charges  et 
décharges  partielles  successives  et  périodes  de  trente  secondes),  nous 
avons  établi  les  courbes  précédentes  [fig,  84  et  85)  pour  les  trois 
concentrations  différentes  10,  29  et  40^  B.,  les  éléments  étant  d'autre 
part  absolument  semblables  et  dans  la  même  partie  stable  à  l'état 
de  décharge.  Dans  le  tableau  122  de  la  page  suivante,  ont  été  expri- 
més les  résultats  de  ces  recherches. 

F 

Comme  on  le  voit,  les  rapports  des  forces  électromotrices  ^^^ 

sont  ici  presque  absolument  indépendants  de  la  concentration,  tan- 
dis qu'ils  augmentent  avec  celle-ci  dans  le  cas  de  charges  et  décharges 
complètes,  par  suite,  principalement,  de  la  plus  grande  différence, 
dans  le  cas  des  faibles  concentrations,  entre  la  force  électromotrice 
de  la  période  stable  de  charge  et  la  force  électromotrice  finale. 

Si  on  examine  ensuite  les  rapports  -r^j  on  trouve  que,  pour  une 


tageux  parait  être  au  tiers  de  décharge  ou  de  charge,  cette  dernière  position  étant 
un  peu  plus  favorable  que  la  première.  Il  convient  de  considérer  en  outre  que,  la 
force  électromotrice  étant  un  peu  plus  élevée  dans  la  position  de  charge,  le 
nombre  d'éléments  sera  un  peu  plus  faible  pour  la  même  tension  du  réseau. 


306 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


même  densité  de  courant,  ils  sont  variables  avec  la  concentration  et 
que,  plus  faibles  pour  les  concentrations  faibles  et  les  concentrations 
fortes,  ils  passent  par  un  maximum  pour  une  concentration  que 
Texpérience  montre  voisine  de  29**  B.  On  reconnaît  ici  Tinfluence  de 
la  résistance  intérieure  ;  celle-ci,  on  Ta  vu  précédemment,  passe  par 
un  minimum  pour  une  concentration  voisine  de  29**  B.;  il  y  a  donc 
accord  entre  la  théorie  et  Texpérience. 

TABLEAU    122 


DENSITÉ 

DE    COL'nA:<T 

en  amp.  :  dm'-i 
de  surface 
apparente 


0,50 
0,75 
1,25 
2,50 
3,00 
4,00 
5,00 


0,50 
0,75 
1,25 
2,50 
3,00 
4,00 
5,00 


0,50 
0,75 
1,25 
2,50 
3,00 
4,00 
5,00 


CHARGE 


tf  rooy 
en  volU 


1,970 
1,995 
2,040 
2,155 
2,205 
2,305 
2,405 


2,105 
2,120 
2,140 
2,222 
2,265 
2,355 
2,4t2 


2,212 
2,228 
2,258 
2,353 
2,393 
2,480 
2,570 


E'iooy 
en  volts 


DÉCHARGE 


0mo7 
en  ToIts 


ACIDE   A    10*»  B. 


1,935 

1,938 
1,945 
1,965 
1,970 
1,983 
1,995 


2,082 
2,080 
2,092 
2,113 
2,118 
2,132 
2,145 


1,885 
1,802 
1,830 
1,735 
1,700 
1,635 
1,570 


A  29*»  B. 

2,045 
2,036 
2,013 
1,966 
1,948 
1,908 
1,870 


ACIDE   A    40°  B. 


2,186 
2,190 
2,200 
2,223 
2,226 
2,237 
2,246 


2,130 
2,120 
2,094 
2,038 
2,016 
1,974 
1,933 


Enoy 
en  Tolls 


gnioy 
e'moj 


1,915 

0,957 

1,913 

0,934 

1,912 

0,896 

1,906 

0,805 

1,904 

0,771 

1,900 

0,710 

1,900 

0,653 

2,060 

0,971 

2,058 

0,960 

2,055 

0,940 

2,050 

0,885 

2,0i8 

0,860 

2,047 

0,810 

2,043 

0,766 

2,162 

0,963 

2,160 

0,952 

2J58 

0,927 

2,155 

0,866 

2,152 

0,842 

2,148 

0,796 

2,144 

0,752 

Erooy 
E'moy 


0,989 
0,987 
0,983 
0,970 
0,966 
0,958 
0,952 


0,98  9 
0,98  7 
0,982 
0,970 
0,967 
0,960 
0,952 


0,989 
0,986 
0,981 
0,969 
0,967 
0,960 
0,954 


Le  rendement  en  énergie  dépend  de  la  température.  On  a  vu  pré- 
cédemment que  le  rendement  en  quantité  diminue  quand  la  tempe- 


RENDEMENT  DE  L'ACCUMULATEUR  AU   PLOMB 


367 


rature  s'élève.  Le  rendement  en  énergie  doit  donc  se  ressentir  de 
cette  première  influence  ;  mais,  d'un  autre  côté,  le  rapport  des  dif- 
férences de  potentiel  moyennes  de  décharge  et  de  charge  se  rapproche 
d'autant  plus  de  Tunité  que  la  température  est  élevée.  C'est  ce  que 


2J 
2.6 
2^ 
2,è 

!  2,2 

2J 
2,0 
i.B 


Jl 


------W-- 

Es;s32S  à  S2  Ân^. 

]I  " 

.  JiJX  . 

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i^.C::::::. 

p^i-=--i" 

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5v.4:/gS 

f  .,^ 

"^si^' 

"■•s  ,J> 

V59 


Fio.  131.  —  Courbes  de  charge  et  de  décharge  à  températures  différentes. 

l'on  déduit  de  l'allure  des  courbes  de  charge  et  de  décharge  donnée 
par  la  figure  137,  d'après  les  expériences  de  Heim  (Voir  p.  275),  effec- 
tuées sur  des  éléments  à  positives  à  grande  surface  (type  ES3).  Le 
tableau  123  indique  le  rapport  des  tensions  pour  l'intensité  32  am- 
pères. 

TABLEAU  123 


TEMPÉRATURE 

£.*<   DBfiRé8   C. 

TENSION   MOYENNE,  EN  VOLTS 

RAPPORT  DES  DEUX  TENSIONS 

D^HARGB 

CHAnCE 

14 
45 

4,938 
1,953 

2,438 
2,326 

0,795 

0,840 

Par  suite  de  ces  deux  phénomènes  inverses,  le  rendement  en  éner- 
gie est  relativement  peu  dépendant  de  la  température.  C.  Heim  ayant 
trouvé  pour  les  rendements  en  quantité  0,93  à  14**  C.  et  0,86  à  kV  C, 
les  rendements  en  énergie  deviennent  en  effet  : 

à  14°  C.  0,795  .  0,95  ~  0,75, 

,      à  45'»  G.  0,840  .  0,86  =  0,72, 


valeurs  très  voisines. 


368  LES  ACCUMUIATEURS  ÉLECTRIQUES 

Nos  expériences  de  la  page  283  relatives  aux  plaques  empâtées 
nous  donnaient  pour  la  variation  du   rapport  -t^^  due  aux  positives 

^  moy 

avec  la  température,  les  valeurs  suivantes  (tableau  124)  : 

TABLEAU    124 

TEMPÉRATURES 

t  =  16%5  C.       t  =  41»  0. 

e'nioy  '  '  '  (     et  d  z=  0,387  amp.  :  dm*  (charge). 

gmoy  _^      Q  g.j  0  913     1     P^'^''  ^  "^  *'"*^  *™P'  "  ^*'"'   décharge) 

«moy  '   '  '  j    et  d  =  0,387  amp.  :  dm^  (charge». 

^=     0,858  0,901     !    pour  d=  2,93  arap.:  dm»  (décharge) 

emoy  (     et  d  =  0,38 i  amp.  :  dm'   charge). 

Lorsque  la  température  est  maintenue  trop  élevée,  le  rendement 
en  quantité  baisse,  par  suite  de  la  rapide  augmentation  des  actions 
locales  à  la  négative,  beaucoup  plus  rapidement  que  n'augmente  le 

rapport  -r^»  de  sorte  que  le  rendement  en  énergie  baisse  rapide- 

^  moy 

ment  avec  la  température  à  partir  d'une  certaine  valeur  de  celle-ci. 

Causes  de  la  perle  d'énergie.  —  Dans  les  meilleures  conditions 

possibles,  d'après    ce  qui   précède,  le  rendement  en  énergie  peut 

atteindre  : 

0,95  .  0,87  =  0,82 

pour  les  charges  et  décharges  complètes,  ou 

0,97  .  0,97  =:  0,94 

dans  le  cas  de  charges  et  décharges  successives  très  courtes.  Encore 
ces  valeurs,  pour  être  obtenues,  demandent-elles  des  conditions  toutes 
particulières,  ainsi  qu'il  a  été  expliqué  ci-dessus. 

On  connaît  les  causes  de  la  perte  en  quantité;  il  convient  de  déter- 
miner celles  de  la  perte  en  énergie,  qui  se  traduit  par  le  coefficient 
0,87  dans  le  premier  cas  et  0,97  dans  le  second. 

La  perte  en  chaleur  due  à  la  résistance  intérieure  est  la  cause  prin- 
cipale lorsqu'il  s'agit  de  décharges  et  charges  partielles  successives 
effectuées  à  densité  de  courant  assez  élevée,  et  c'est  pour  cette  rai- 
son que,  comme  on  l'a  vu  d'après  le  tableau  122,  le  rendement  en 


RENDEMENT  DE  L'ACCUMUIJLTEUR  AU  PLOMB  369 

énergie  est,  dans  ces  conditions,  d'autant  plus  élevé  que  Ton  s'ap- 
proche de  la  concentration  qui  procure  le  minimum  de  résistance 
intérieure.  Si  on  considère,  au  contraire,  les  charges  et  décharges 
complètes  à  faible  intensité,  on  peut  dire  que  la  cause  principale  de 
la  perte  d'énergie  est  due  aux  variations  de  la  force  électromotrice 
pendant  les  périodes  de  charge  et  de  décharge,  par  suite  des  varia- 
tions de  concentration  de  Tacide  à  Tintérieur  des  pores  delà  matière 
active. 

Si  on  appelle  c^  la  concentration  moyenne  correspondant  à  Tétat 
de  charge,  et  Cj  celle  de  décharge,  cette  dernière  perte  d'énergie 
correspond  à  la  chaleur  de  dilution  d'une  quantité  d'acide  sulfu- 
rique  égale  à  la  quantité  active  (proportionnelle  au  nombre  d'ampères- 
heures)  passant  de  la  concentration  c^  à  la  concentration  c^.  Cette 
quantité  de  chaleur  est  donnée  par  les  formules  de  la  page  127. 

Les  différences  de  concentration  C|  —  c,  sont,  comme  on  l'a  vu  anté- 
rieurement, d'autant  plus  faibles  que  la  diffusion  et  les  courants  de 
concentration  sont  plus  actifs.  L'effet  de  ces  derniers  est  d'élever  la 
force  électromotrice  de  décharge  et  d'abaisser  celle  de  charge. 

Si  on  considère  que  le  travail  exigé  parla  production  et  le  maintien 
de  la  différence  de  concentration  c^ — c,  est  égal  au  travail  maximum 
qu'on  peut  récupérer  en  rétablissant  l'égalité  de  concentration,  on 
peut  exprimer,  comme  le  fait  Dolezalek  *,  la  perte  d'énergie  s  par  : 

en  appelant  i  la  somme  des  intensités  des  courants  de  concentration, 
r  la  somme  des  résistances  qu'ils  ont  à  traverser  et  t  le  temps  en 
secondes. 

La  résistance  r  se  compose  de  la  résistance  de  l'acide  renfermé 
dans  les  pores  delà  substance  active  et  de  la  résistance  de  celle-ci, 
qui  peut  être  négligée  devant  la  première  ;  on  peut  donc  prendre  : 

y  étant  un  facteur  caractéristique  des  pores,  et  k  étant  la  conductibi- 
lité moyenne  de  l'acide. 


i.  Éclairage  électrique,  t.  XVII,  p.  493. 

24 


370  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Il  vient  alors  : 

Quand  le  régime  stationnaire  est  atteint,  c'est-à-dire  quand  les 
pertes  ou  gains  de  concentration  font  équilibre  aux  gains  ou  pertes 
par  le  courant  principal,  comme  les  uns  sont  proportionnels  à  Fînten- 
sité  t,  les  autres  à  l'intensité  I  du  courant  principal,  l'équilibre  exige 
que  1  soit  proportionnel  à  I  ;  par  suite, 

.  =  cim. 

C  étant  une  constante.  Cette  formule  exprime  la  perte  d'énergie  en 
fonction  de  l'intensité,  du  temps,  de  la  conductibilité  de  l'acide  et  de 
la  constitution  physique  de  la  matière  active.  Elle  montre  que  cette 
perte  est  minima  (ce  qui  correspond  au  rendement  maximum)  quand 
la  résistivité  de  l'acide  possède  sa  valeur  la  plus  faible  (environ 
30  0/0  H>SO*). 

Si  on  regarde  en  première  approximation  k  comme  indépendant 
de  I,  on  peut  écrire  : 

6  =  KIH, 


ou  plus  généralement  : 


=  K  A^dt, 


qui  peut  exprimer  les  pertes  totales  de  Taccumulateur,  celles  dues 
à  l'effet  Joule  étant  également  proportionnelles  à  l^L 

Dolezalek  trouve  pour  K  des  valeurs  concordantes  lorsqu'on  déter- 
mine le  rendement  en  énergie  par  expérience  et  qu'on  applique  l'équa- 
tion précédente  pour  calculer  K. 

11  donne  *  comme  preuve  le  tableau  1^5  suivant  qui  se  rapporte  à  une 
batterie  Tudor  et  à  une  batterie  Correns,  d'après  les  expériences  de 
Berner,  Conz,  Peukert  et  Voiler  pour  la  première,  etGermershausen, 
Heim,  W.  Kohirausch  et  Seifert  pour  la  seconde. 


1.  Dolezalek,  Dje  Théorie  des  Bleiaccumulators^  p.  101. 


RENDEMENT  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  P1X)MB 
TABLEAU  125 


371 


DURÉE 
DE  L'ESSAI 

%y  HEOREB 

INTENSITÉ 
MOYENNE 

AMPinCS 

ÉNERGIE 

EN 
WATTS-HEURES 

K 

RENDEMENT 
EN    ÉNERGIE 

MESL'Ri          CALCl'Li 

BATTERIE  TUDOR 

Charge  . . . 
Décharge  . 
Charge  . . . 

5,4 
4,5 
5;5 

134,3 

152,7 
139,6 

1.670 
1.320 
1.800 

0,0019 

0,76 

0,79 

Charge  . . . 
Décharge . 
Charge  . . . 

4,37 
3,45 

3,83 

17b 
195 
179,3 

1.830 
1.280 
1.600 

0,0017 

0,75 

0,75 

Décharge  . 
Charge  . . . 
Décharge  . 

2,0 

2,38 

2,0 

311 
292 
302 

1.130 
1.720 
1.110 

■  0,0015 

0,65 

0,61 

BATTERIl 

E   C0RREN9 

1 

Charge  . . . 
Décharge  . 
Charge  . . . 

6,30 
6,03 
6,00 

157 

154,7 
155 

2.170 

1.850 
2.060 

0,0009 

0,87 

0,88 

Charge  . . . 
Décharge 
Charge  . . . 

4,78 
4,60 
4,90 

178,8 
196,7 
183,4 

1.910 
1.780 
1.990 

0,0005 

0,91 

0,86 

Charge  . . . 
Décharge  . 
Charge  . . . 

2,63 
2,70     . 
2,43 

309 

316,5 

318,0 

1.570 
1.950 
1.500 

■  0,0008 

0,78 

0,77 

Ces  expériences  tendent  à  prouver  que  la  perte  en  énergie  due  aux 
difTérences  de  concentrationestproportionnelle  au  carré  deTintensilé, 
en  admettant  que  charges  et  décharges  soient  elTectuées  à  intensité 
égale. 


CHAPITRE  XIII 
ÉTUDE  DE  LA  FORMATION  DE  L'AGCUMULATEUR  AU  PLOHB 


Plaques  empâtées.  —  Les  empàtages  employés  dans  la  constitu- 
tion des  plaques  genre  Faure  sont  à  base  d'oxydes  de  plomb  ou  de 
sels  de  plomb. 

Parmi  les  oxydes,  on  emploie  le  plus  généralement  lo  minium  et 
la  litharge,  ou  un  mélange  de  ces  deux  substances  ;  on  emploie  aussi 
quelquefois  le  peroxyde  de  plomb'. 

Ces  oxydes,  auxquels  on  demande  des  qualités  plus  ou  moins 
différentes  tant  au  point  de  vue  de  leur  constitution  chimique  que  de 
leur  nature  physique  (on  a  vu  notamment  comment  la  porosité  ou  la 
densité  apparente  influe  sur  la  capacité),  sont  quelquefois  mélangés 
avec  des  substances  solides  inertes  qui,  solubles  ou  volatiles,  peuvent 
contribuer  après  élimination  à  augmenter  la  porosité  de  la  matière 
active. 

Pour  malaxer  ces  oxydes  ou  ces  mélanges,  on  emploie  principale- 
ment Tacide  sulfurique  plus  ou  moins  étendu,  soit  seul,  soit  encore 
mélangé  de  liquides  qui  servent  de  liants  et  qui  quelquefois  aussi 
participent  aux  réactions  chimiques^. 

Nous  n'entrerons  pas  ici  dans  la  description  des  très  nombreuses 
formules  proposées  pour  la  confection  des  liants,  pas  plus  que  nous 
n'avons  insisté  sur  les  innombrables  mélanges  d'oxydes  et  de  matières 

1.  Lorsqu'on  utilise  la  matière  qui  forme  les  dépôts,  on  a  un  mélange  de 
peroxyde,  de  sulfate  et  d'oxyde  inférieur. 

2.  Cest  le  cas,  par  exemple,  d'une  addition  de  glycérine,  qui  peut  produire  du 
sulfoglycératc  de  plomb.  Dans  tous  ces  cas,  d'ailleurs,  la  combinaison  formée 
est  décomposable  par  un  excès  d'acide  sulfurique,  et  il  en  résulte  du  sulfate  de 
plomb,  tandis  que  la  substance  étrangère  est  éliminée,  soit  parévaporation,  soit 
par  dissolution,  soit  par  électrolyse  pendant  la  charge  de  formation. 


ÉTUDE  DE  LA  FORMATION  DE  I/ACCUMUIATEUR  AU  PLOMB  373 

solides  quelconques  qui  ont  été  brevetés  ou  employés;  nous  revien- 
drons sur  ces  points  dans  la  deuxième  partie. 

On  peut  dire  que,  quel  que  soit  Tempàtage  employé,  c'est  Tacide 
suirurique  qui  en  forme  le  plus  généralement  la  base,  et  c'est  grâce 
à  lui  que  la  matière  se  cimente  et  durcit  par  suite  de  la  formation  du 
sulfate  de  plomb  dans  la  masse,  11  est  très  rare  qu'il  n'en  soit  pas 
ainsi  ;  mais,  même  lorsque  la  prise  de  la  matière  empâtée  s'est  faite 
sans  formation  de  sulfate,  lors  du  trempage  dans  l'électrolyte  de 
formation,  le  sulfate  de  plomb  se  produit.  Finalement,  l'action  élec- 
trolytique  a  toujours  à  s'exercer  sur  un  mélange  d'oxyde  inférieur 
de  plomb  et  de  sulfate  de  plomb,  lorsque  la  pâte  est  à  base  de 
lîtharge,  ou  de  peroxyde,  d'oxyde  inférieur  et  de  sulfate,  quand  la 
pâte  est  à  base  de  minium  ou  d'un  mélange  de  minium  et  de  litharge. 
On  sait  en  effet  que  l'action  chimique  de  l'acide  sulfurique  sur  le 
minium  se  traduit  par  l'équation  : 

Pb^O»  +  2H2S0*  =  Pb02  +  2PbS0*  +  2H20. 

La  «  formation  »  de  ces  mélanges,  c'est-à-dire  leur  transformation 
en  peroxyde  s'il  s'agit  de  positives  ou  en  plomb  spongieux  s'il 
s'agit  de  négatives,  consiste  simplement  en  une  charge  dans  l'acide 
sulfurique  étendu,  la  plaque  étant  mise  comme  anode  dans  le  pre- 
mier cas  et  comme  cathode  dans  le  second. 

Cette  charge  doit  être  effectuée  dans  certaines  conditions.  L'acide 
sulfurique  doit  être  suffisamment  étendu.  Lorsqu'on  charge  dans 
lacide  trop  concentré,  la  réduction  et  la  peroxydation  se  font 
bien  au  début  ;  mais  dans  la  suite  les  couches  profondes  de  matière 
sont  de  plus  en  plus  difficiles  à  atteindre,  surtout  à  peroxyder. 

Si  on  examine  en  effet  ce  qui  se  passe  à  la  négative  \  on  sait  que, 
d'après  la  théorie  osmotique,  la  tension  tp  qui  règne  à  la  cathode 
s'exprime  par  (Voir  p.  99)  : 

en  appelant  C^  la  tension  de  dissolution  du  plomb  spongieux  pour 

les  ions  Pb,  et  [Pb]  la  concentration  des  ions  Pb  dans  la  solution  de 
sulfate.  Dans  le  cours  de  la  réduction,  la  concentration  de  ces  ions 

1.  Dolezalek,  Die  Théorie  des  Bleiaccumulators,  p.  103. 


374  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

tend  à  baisser,  et  c'est  pour  cette  raison  qu'on  voit  monter  la  tension 
cathodique.  Or  il  faut  remarquer  que,  si  celle-ci  devient  suffisamment 
élevée,  elle  peut  atteindre  la  tension  qui  correspond  au  dégagement 
de  rhydrogène  sur  une  surface  de  plomb,  tension  %h  dont  la  valeur 
est  : 

eA  =  RT  logoép  p:;^^- 

LhJ 

A  partir  de  ce  moment,  on  ne  sépare  plus  Pb,  mais  H,  et  ia  réduc- 
tion s'arrête  ou  tout  au  moins  se  ralentit.  Pour  éviter  ce  dégagement 
d'hydrogène,  il  convient  évidemment  de  rendre  e/,  aussi  élevé  que 
possible,  c'est-à-dire  de  faire  la  concentration  des  ions  H  aussi  faible 
que  possible,  ce  qu'on  réalise  en  prenant  de  l'acide  étendu  ou  même 
des  dissolutions  de  sulfates  alcalins  (potassium,  sodium,  ou  même 
magnésium  et  aluminium). 

Les  mêmes  phénomènes  se  passent  à  la  positive  avec  les  ions  PbO^ 
et  ici  aussi  on  peut  conclure  qu'il  y  a  intérêt  à  adopter  l'acide  étendu. 
L'importance  est  même  plus  considérable  ici,  car  la  concentration 
des  ions  PbO'  est  inversement  proportionnelle  à  la  quatrième  puis- 
sance de  la  concentration  des  ions  H,  d'après  l'équation  : 

[Pbôî]  =  Constante  jTÛ  ' 

[hJ 

Il  faut  éviter  cependant  de  charger  dans  l'eau  lorsque  la  matière 
active  ne  renferme  qu'une  proportion  trop  faible  de  sulfate  de  plomb, 
car,  si  l'électrolyte  renferme  trop  peu  d'acide  sulfurique,  il  ne  se  pro- 
duit pas  de  peroxyde  de  plomb,  mais  seulement  l'hydrate  inférieur, 
dont  une  partie  qui  se  dissout  vient  s'électrolyser  sur  la  négative 
pendant  qu'une  autre  partie  se  détache  en  flocons  volumineux  qui 
flottent  dans  le  liquide,  puis  se  déposent,  dégradant  ainsi  la  positive. 

L'intensité  doit  être  également  faible,  pour  les  mêmes  raisons  que 
ci-dessus,  car,  à  la  négative,  par  exemple,  une  forte  intensité  produira 
une  électrolyse  rapide  des  ions  Pb  voisins  du  conducteur. 

11  en  résultera  une  diminution  de  concentration  de  ces  ions  plus 
rapide  que  dans  le  cas  d'emploi  de  plus  faible  intensité,  et  on  sait 
qu'une  telle  diminution  provoque  une  augmentation  de  la  tension 
cathodique,  et,  comme  il  a  été  expliqué  ci-dessus,  un  dégagement 
gazeux  plus  rapide.  En  général,  on  ne  dépasse  pas,  pour  la  charge 


ÉTUDE  DE  lA  FORMATION  DE  L'ACCUMULATEUR   AU  PLOMB  375 

de  formation,  la  densité  de  courant  0,25  à  0,50  ampère  par  décimètre 
carré  de  surface  apparente  de  plaque. 

Pour  que  la  formation  se  fasse  dans  de  bonnes  conditions,  il  faut 
aussi  que  la  matière  empâtée  soit  de  conductibilité  suffisante,  ce  qui 
a  presque  toujours  lieu.  Cependant,  si  la  proportion  de  sulfate  de 
plomb  est  trop  considérable  et  dépasse,  par  exemple,  90  0/0  S  la. con- 
ductibilité peut  n'être  pas  suffisante,  et  la  formation  ne  se  fait  que 
progressivement  du  conducteur  vers  le  milieu  de  la  pastille,  princi- 
palement dans  le  cas  de  plaques  à  grands  alvéoles.  Le  rendement  de 
formation  devient  très  faible,  la  plus  grande  partie  du  courant  étant 
utilisée  à  Félectrolyse  de  Tacide  sulfurique;  on  se  trouve  en  outre 
dans  de  mauvaises  conditions  au  point  de  vue  de  Tadhérence  du 
peroxyde  obtenu. 

1*^  Actions  chimiques  pendant  la  formation,  —  Dans  des  expériences 
que  nous  avons  effectuées  sur  la  formation,  nous  avons  recherché 
les  variations  progressives  dans  Tétat  chimique  de  la  matière  active 
entre  le  début  et  la  fin  de  la  charge  de  formation. 

Pour  la  réduction,  les  résultats  obtenus  ont  été  exprimés  par  les 
courbes  de  la  figure  138.  L'empâtage,  à  base  de  litharge  et  d'acide 
sulfurique,  avait,  à  Tétat  sec,  la  composition  : 

PbO 81  0/0 

PbSO* 18    » 

Pb 1     » 

la  petite  proportion  de  Pb  métallique  provenait  de  la  litharge 
employée,  qui  en  renferme  souvent  un  peu.  De  la  masse  de 
matière  active  etde  sa  composition  ondéduisaitlamassede  Pbcontenu 
et,  d'après  elle,  le  nombre  théorique  d'ampères-heures  pour  la  réduc- 
tion (on  sait  que  1  ampère-heure  engage  3«f%86  Pb  pour  la  transfor- 
mation du  degré  d'oxydation  PbO  en  Pb)  ^.  Il  fallait  ici  théoriquement 
140  ampères-heures  pour  la  réduction,  et  la  courbe  théorique  de  la 
variation  du  Pb  est  donnée  par  la  droite  tracée.  L'analyse  a  montré 


1.  Pour  les  mélanges  d'oxyde  inrérieur  etde  sulfate  dont  la  conductibilité  parait 
inférieure  aux  mélanges  de  peroxyde  et  de  sulfate,  celte  valeur  limite  est  souvent 
beaucoup  plus  faible. 

2.  S'il  s'agissait  d'un  mélange  renfermant  une  certaine  quantité  de  PbO-,   il 

faudrait  compter   seulement  — ^   Pb   par  ampère-heure  pour  la  proportion 
de  Pb  à  faire  passer  de  l'état  peroxyde  à  l'état  plomb  spongieux. 


376 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


que  la  transformation  se  fait  au  début  presque  théoriquement;  pen- 
dant la  deuxième  moitié,  la  courbe  s'écarte  un  peu  de  la  courbe 
théorique,  et,  après  la  charge  théorique,  le  rendement  en  Pb  atteint 
83  0/0.  A  partir  de  90  0/0  de  Pb,  la  courbe  s*écarte  de  plus  en  plus 
et  devient  asymptotique  à  Thorizontale  100.  A  ce  moment,  presque 
tout  le  courant  est  dépensé  pour  le  dégagement  d'hydrogène.  On 


204060  80100  200 

Charge  enAmp-heures 

Fio.  138.  —  Variation  de  la  composition  chimique  de  la  matière  active  négative 

pendant  la  réduction. 


remarquera  ici  que  c'est  l'oxyde,  dont  la  proportion  domine,  qui  dis- 
paraît le  premier,  tandis  que,  fait  curieux,  la  proportion  de  sulfate 
croît  jusqu'au  double  de  sa  valeur  initiale,  après  quoi  la  réduction 
du  sulfate  s'opère  et  a  lieu  plus  rapidement  que  celle  de  l'oxyde, 
qui  reste  toujours  en  plus  grande  proportion  à  la  fin.  L'augmenta- 
tion de  la  proportion  de  sulfate  au  début,  malgré  l'électrolyse  qui  tend 
à  faire  cheminer  les  ions  SO^  vers  la  positive,  provient  sans  nul 
doute  Je  l'augmentation  de  porosité  de  la  matière  réduite  et  de 
l'attaque  chimique  de  l'oxyde  par  l'acide  sulfurique  de  Télectrolyte. 
C'est  à  la  cent  trente-septième  heure,  c'est-à-dire  un  peu  avant  le 


ETUDE  DE  LA  FORMATION  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


377 


temps  de  charge  théorique,  que  se  produisait  le  dégagement  d'hydro- 
gène. La  plaque  essayée  ici  était  d'un  type  à  augets  ;  la  réduction 
était  opérée  dans  de  Tacide  étendu  (4®  B.)  et  à  une  densité  de  courant 
de  0,5  ampère  par  décimètre  carré  de  surface  apparente;  le  plomb 
spongieux  obtenu  avait  comme  densité  apparente  d  =  5,58, 

Une  plaque  du  même  type  était  étudiée  au  point  de  vue  de  la  for^ 
mation  en  positive,  c'est-à-dire  de  la  peroxydation.  La  plaque  était 
empâtée  à  Taide  d'un  mélange  de  peroxyde,  oxyde  et  sulfate  de 
plomb  (provenant  des  chutes  de  matière  active  de  plaques  positives 
en  fonctionnement)  malaxés  avec  de  l'acide  sulfurique  concentré. 
Après  séchage,  la  composition  de  la  matière  était  : 

PbO> 19  0/0 

PbSO< 73     » 

PbO 8    » 

Pour  la  peroxydation,  la  plaque  était  chargée  comme  positive  à  la 
100 


S  80 


ZO  40  60  80100 


200  300 

Charge  en  Amp-heures 


400 


500 


Fio.  139.  —  Variation  de  la  composition  chimique  de  la  matière  active  positive 
pendant  la  peroxydation. 

densité  de  courant  0,5  ampère  par  décimètre  carré  dans  une  solution 
étendue  (5*  B.)  d'acide  sulfurique.  Pour  le  calcul  du  nombre  d'ampères- 


378  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

heures  exigés  Ihéoriquemenl  pour  la  peroxydation,  il  sufnsait  d'éva^ 
luer  la  quantité  de  Pb  renfermée  dans  le  sulfate  et  dans  Toxyde  infé^ 
rieur  et  de  diviser  cette  quantité  en  grammes  par 3,86,  qui  représente 
le  nombre  de  grammes  engagé  par  ampère-heure. 

La  figure  139  exprime  le  résultat  des  observations;  comme  on  le 
voit,  la  première  moitié  de  la  peroxydation  se  fait  ici  sensiblement 
d'après  la  théorie;  Técart  augmente  ensuite  et,  après  le  temps 
théorique,  le  rendement  atteint  81  0/0  en  PbO',  rendement  un  peu 
plus  faible  que  pour  la  réduction.  Mais,  alors  que  la  réduction  permet 
d'atteindre  une  valeur  très  voisine  de  100  0/0,  il  parait  difficile  de 
dépasser  90  0/0  de  teneur  en  peroxyde  à  la  première  charge  de  for- 
mation. Les  courbes  montrent  que,  si  la  peroxydation  du  sulfate  se 
fait  presque  totalement,  Toxyde  inférieur  est  beaucoup  plus  difficile 
à  peroxyder  complètement,  et  la  teneur  de  8  0/0  PbO  au  début  se 
maintient  sensiblement  constante  jusqu'à  la  fin  de  Fessai. 

Dans  deux  autres  expériences,  des  quadrillages  semblables  étaient 
empâtés  de  la  même  façon,  àTaided^un  mélange  de  minium  et  d'acide 
sulfurique.  La  composition  de  la  matière  sèche  était  : 

PbO» 23  0/0 

PbSC 20    .. 

PbO 57    >) 

La  peroxydation  avait  lieu  à  la  densité  de  courant  0,5  ampère  par 
décimètre  carré  de  surface  apparente;  mais  tandis  que,  dans  un  cas 
(fig,  140),  elle  était  effectuée  dans  une  solution  étendue  (5®  B.)  d'acide 
sulfurique,  dans  l'autre  cas  [fig.  141)  on  faisait  usage  d'une  solution 
concentrée  (à  29^  B.). 

La  figure  110  montre  que  la  courbe  PbO*  s'écarte  un  peu  plus  de 
la  courbe  théorique  que  dans  le  cas  comparable  précédent.  Comme 
la  peroxydation  porte  ici  en  premier  lieu  sur  PbO,  on  peut  en  con- 
clure que  celui-ci  se  peroxyde  avec  un  rendement  moins  élevé  que 
le  sulfate;  il  doit  d'ailleurs,  comme  on  va  le  voir,  se  transformer  en 
sulfate  avant  d'être  peroxyde  (ou  réduit  à  la  négative). 

Aprèsle  temps  théorique,  le  rendement  en  PbO^  est  environ  760/0  ; 
en  continuant,  on  trouve  que,  même  après  une  charge  triple  de  la 
charge  théorique,  la  proportion  de  PbO^  n'atteint  que  89  0/0,  tandis 
que  la  proportion  d'oxyde  reste  presque  constante  à  9  0/0. 

La  figure  141,  relative  à  la  charge  dans  acide  concentré,  montre 
que  le  rendement  est  ici  bien  inférieur  au  rendement  précédent, 
parce  que  la  tension  anodique,  dans  l'acide  concentré,  est  plus  voî- 


ÉTUDE  DE  Ul  FORMATION  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


379 


sine  de  celle  qui  correspond  au  dégagement  d'oxygène,  que  dans 
Tacide  étendu.  Après  le  temps  de  charge  théorique,  la  proportion 
de  PbO'  n'est  que  de  68  0/0  et,  à  partir  de  ce  moment,  cette  pro- 
portion ne  croît  plus  que  très  lentement,  la  plus  grande  partie  du 
courant  étant  utilisée  pour  le  dégagement  d'oxygène.  Une  charge 


2040  60  80100  ZOO 

Charge  en  Amp-heures 


300 


FiG.  140.  —  Variation  de  la  composition  chimique  de  la  matière 
active  positive  pendant  la  peroxydation. 


égale  à  3  fois  la  charge  théorique  ne  donne  encore  que  78  0/OdePbO^. 
Le  sulfate  se  peroxyde  beaucoup  plus  lentement  que  dans  le  cas  pré- 
cédent. Quant  à  Toxyde,  il  paraît  rester  sensiblement  constant  à 
13  à  12  0/0,  valeur  plus  élevée  que  dans  Tacide  faible. 

On  remarquera  que,  dans  les  deux  cas  précédents,  mais  surtout 
avec  Vacide  plus  concentré,  la  proportion  de  sulfate  augmente  au 
début;  une  partie  de  Toxyde  se  transforme  par  conséquent  en  sulfate 
par  action  purement  chimique  de  Tacide  sulfurique  (puisqu'on  atteint 
le  rendement  théorique  pendant  cette  première  partie),  pendant  que 
l'autre  se  peroxyde.  Peut-être  même,  ce  qui  nous  semble  plus  prO" 


380 


LES  ACCUMUIJV.TEURS  ÉLECTRIQUES 


bable,  et  le  plus  en  accord  avec  les  nouvelles  théories,  tout  Toxyde 
doit-il  se  transformer  d'abord  en  sulfate  avant  de  se  peroxyder;  la 
variation  de  la  proportion  de  sulfate  représente  alors,  dans  chaque 
cas,  la  différence  entre  le  sulfate  produit  par  action  chimique  de 
Tacide  sulfurique  sur  Toxyde  et  le  sulfate  peroxyde  par  le  courant, 


70  40  60  80100  200 

Charge  en  Amp-heures 


300 


FiG.  141.  —  Variation  de  la  compositioD  chimique  de  la  matière  active  positive 
pendant  la  peroxydation. 


Taction  chimique  étant  aidée  par  la  libération,  au  sein  même  de  la 
matière,  de  Tacide  sulfurique  provenant  du  sulfate  peroxyde.  Il  doit 
en  être  ainsi  si  on  admet  que,  d'après  la  théorie  de  Le  Blanc,  c  est  le 

sulfate  de  plomb  qui  émet  les  ions  Pb,  que  la  charge  transforme  en 

++++ 
ions  tétravalents  Pb,   lesquels  réagissent  sur  Teau  et  forment  du 

peroxyde,  dès  que  leur  concentration  atteint  la  valeur  correspondant 

à  la  solubilité  du  peroxyde. 

L'augmentation  de  la  proportion  de  sulfate  pendant  la  réduction 

(Voir  fig,  138)  peut  être  expliquée  d'une  façon  semblable,  et  on  peut 

++ 
admettre  aussi  que  Toxyde  se  sulfate  avant  de  se  réduire,  les  ions  Pb 


ETUDE  DE  LA  FORMATION  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


381 


étant  émis  par  le  sulfate  de  plomb  ;  ces  ions  perdent  ensuite  leur 
charge  en  passant  à  Fétat  de  plomb  métallique. 

2*  Variations  de  la  tension  pendant  la  formation,  —  a)  Plaques  posi- 
tives. —  A  côté  des  variations  qui  se  produisent  dans  Tétat  chimique 
pendant  la  formation,  il  est  intéressant  d'étudier  la  variation  de  la 
tension  cathodique  ou  anodique  de  Télectrode  en  formation.  C'est  ce 
que  nous  avons  fait  en  nous  servant  de  Félectrode  supplémentaire  en 
plomb  spongieux. 

Nous  avons  réuni,  dans  la  figure  i4â,  trois  cas  particuliers  de 
peroxy  dation. 


Î.30. 1 


m 


m 


"S  1.90 


\                 ^^"''^ 

*^         ^1 

m 

^/\                  ^^tS; 

S- 

:  a> 

s; 

1  3 

5: 

o: 

a>: 

S») 

1:3 

.ci 

S 

\^ 

«: 

:  « 

cri' 

jb' 

^! 

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iS: 

1  w 

03: 

0»: 

:  «3 

♦J- 

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El 

«: 

i^ 

~*i 

E: 

i.E 

1 

i 

: 

J r— 

80 


0  4  8  12  16  20  40  60 

Terr.ps  en  heures 
FiG.  142.  —  Variation  de  la  tension  anodique  pendant  la  perox^'dation 


100 


La  courbe  I  se  rapporte  à  une  plaque  à  grille  empâtée  à  base  de 
minium  ;  la  composition  de  Tempâlage  était  la  suivante  : 

PbSO» iiJO  0/0 

PbOa 22,70     » 

PbO 65,60    >) 

la  force  électromotrice  anodique  initiale  (prise  avec  négative  témoin) 
était  égale  à  +  0,03  volt.  La  peroxydation  était  effectuée  dans  un 
acide  de  concentration  3^  B.  et  à  une  densité  de  courant  de  0,19  ampère 


382  LKS   ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

par  décimètre  carré  de  surface  apparente.  Au  début,  la  tension  ano- 
dique  atteint  la  valeur  élevée  2,315  volts,  explicable  par  la  grande 
résistance  intérieure  de  la  matière.  Il  se  produit  ensuite  une  baisse 
rapide  qui  conduit,  après  une  oscillation,  à  une  partie  presque  hori- 
zontale, partie  pendant  laquelle  la  concentration  de  Tacide  sulfurique 
dans  les  pores  de  la  matière  doit  rester  sensiblement  constante, 
grâce  à  la  teneur  élevée  en  oxyde  qui  absorbe  l'excès  d'acide  sulfu- 
rique en  se  sulfatant.  Cette  période  correspond  à  celle  qu'indique 
l'analyse  chimique  et  pendant  laquelle  il  y  a  légère  augmentation  de 
la  proportion  de  sulfate,  malgré  la  peroxydation  de  celui-ci.  I-a 
quantité  d'oxyde  ayant  alors  très  fortement  diminué,  la  concentration 
de  l'acide  dans  les  pores  augmente  progressivement,  et  la  courbe  de 
tension  anodique  marque  une  élévation  correspondante  jusqu'à  un 
maximum  qui  correspond  à  la  décharge  des  ions  SO^  avec  déga- 
gement d'oxygène.  Ce  maximum  suit,  comme  on  le  voit,  d'assez 
près  la  limite  de  charge  théorique  (soixante  heures). 

Dans  la  courbe  II,  la  plaque,  d'un  type  à  augets,  est  empâtée  très 
différemment.  La  matière  active  sèche,  à  base  de  peroxyde  provenant 
des  plaques  usagées,  a  comme  composition  : 

PbSO* 53  0/0 

Pb02 37     » 

PbO 10    » 

La  peroxydation  a  lieu  dans  un  acide  étendu  (S'^B.),  et  à  la  densité 
de  courant  0,22  ampère  par  décimètre  carré  de  surface  apparente. 
La  force  électromotrice  anodique  initiale,  -|-  1,66  volt,  est  très  élevée, 
par  suite  de  la  forte  proportion  de  peroxyde  et  de  la  quantité  très 
petite  d'oxyde  inférieur.  La  surélévation  de  tension  a  nodique  au  début 
est  très  faible,  par  suite  d'une  résistance  intérieure  delà  matière  bien 
moindre  que  dans  le  cas  précédent.  La  courbe  monte  d'une  façon 
constante,  et  il  n*y  a  pas  de  partie  droite,  parce  que  l'oxyde  inférieur 
est  en  très  faible  proportion  et  que  la  peroxydation  du  sulfate  libère 
immédiatement  de  l'acide  sulfurique,  ce  qui  fait  augmenter  la  con- 
centration dans  les  pores  de  la  matière. 

Ici  aussi  le  rendement  de  formation  est  élevé,  et  la  tension  cons- 
tante correspondant  au  dégagement  d'oxygène  suit  de  près  la  limite 
théorique  (trente  heures)  de  peroxydation.  On  remarquera  que  cette 
tension  finale  est  plus  élevée  que  dans  le  cas  précédent,  ce  qui  tient 
à  ce  que,  pour  la  même  surface,  la  quantité  de  matière  active,  beau- 
coup plus  faible  dans  ce  dernier  cas  (par  suite  de  la  différence  de 


ÉTUDE  DE  IJl  FORMATION  DE  LACCL'MUIJ^TEUR  AU  PLOMB  383 

nalure  des  supports),  donne  pour  celle-ci  une  intensité  spécifique  du 
courant  plus  élevée. 

La  courbe  II 1  se  rapporte  à  une  plaque  semblable  à  la  précédente, 
mais  dont  Tempâtage  avait  la  composition  suivante,  à  Tétat  sec: 


PbSO» 50  0/0 

PbO 50    » 


La  force  électromotrice  initiale  est  +  0,47  volt.  La  peroxydation 
est  efTectuée  àla  densité  de  courant  0,22  ampère  par  décimètre  carré 
de  surface  apparente  et  dans  un  acide  de  concentration  3*^6.  Quoique 
la  proportion  de  sulfate  soit  à  peu  près  la  même  que  dans  le  cas  pré- 
cédent, la  résistance  intérieure,  par  suite  de  Tabsence  de  peroxyde, 
est  beaucoup  plus  élevée  et  la  tension  initiale  également.  L'oxygène 
se  dégage  dès  le  début  de  la  charge,  et  ce  dégagement  continue 
jusqu'à  la  fin  de  la  peroxydation.  La  tension  reste  presque  constante 
pendant  tout  Tessai  ;  vers  la  fin,  une  petite  élévation  se  produit  à  un 
point  plus  éloigné  que  précédemment  de  la  limite  de  charge  théo- 
rique (soixante-trois  heures).  La  formation  est  réalisée  ici  dans  de 
très  mauvaises  conditions,  et  elle  est  accompagnée  en  outre  d'une 
chute  assez  abondante  de  matière  active  ^ 

Dans  un  certain  nombre  de  cas,  le  problème  se  pose  d'effectuer  la 
peroxydation  du  plomb  spongieux.  C'est  ce  qui  arrive,  par  exemple, 
lorsque  la  matière  active  est  produite  par  unsel  de  plomb  empâté  ou 
fondu,  réduit  ensuite  par  le  zinc.  La  variation  de  tension  anodique 
est  alors  toute  différente  de  celle  des  cas  ci-dessus. 

Nous  avons  étudié  celle-ci,  en  partant  d'une  plaque  à  pastilles 
parfaitement  réduite  en  plomb  spongieux  et  en  la  chargeant  en  posi- 
tive à  une  densité  de  courant  de  0,087  ampère  par  décimètre  carré 
de  surface  apparente.  Comme  le  montre  la  courbe  de  la  figure  143,  la 
formation  se  fait  en  deux  phases  bien  distinctes  :  la  première,  pen- 
dant laquelle  la  tension  anodique  est  excessivement  faible,  est  iden- 
tique à  la  courbe  de  décharge  d'une  négative;  elle  correspond  à  la 
transformation  du  plomb  spongieux  en  sulfate  de  plomb  ^. 


i.  11  est  à  remarquer  que  la  réduction  d'une  plaque  identique  s'est  faite  dans 
de  bonnes  conditions  et  avec  un  rendement  élevé. 

2.  Avec  les  plaques  étudiées  Ici,  cette  première  phase  se  rapportait  h.  uoe 
quantité  d'électricité  de  211  ampères-heures  à  lintensité  2  ampères.  Or,  en  cal- 
culant le  nombre  théorique  d'ampères-heures  d'après  la  masse  de  matière  active, 


384 


LES  ACCUMULATEURS  ÉI^CTRIQUES 


A  la  fin  de  cette  première  phase,  se  produit  une  très  brusque  élé* 
vation  de  la  tension  anodique,  qui  passe  par  un  maximum,  d'où  elle 
redescend  très  rapidement  pour  croître  ensuite  très  lentement  au  fur 
et  à  mesure  de  la  peroxydation  du  sulfate  de  plomb,  et  jusqu*au 


2.50 

t30 
2.20 
2.10 
2  00] 
1.90 
180 


I.SO 


USO 
0«0 
030 
0.20 
010 


Si 

c: 
o- 

gii 
I- 
Si -s 

.1* 

E! 


I 


O  ri 


8! 


0  10  ?0  30  40  SO  60  70  80  90100 


1&0 


200 


2S0 


300 


3S0 


Fio.  143.  —  Variation  de  la  tension  anodique  pendant  la  peroxydation 
du  plomb  spongieux. 


dégagement  gazeux.  Cette  deuxième  partie,  qui  se  rapproche  sensi- 
blement de  la  formation  des  empâtages  ordinaires,  en  diffère  un  peu 
cependant  par  la  présence  d'une  certaine  proportion  de  plomb  spon- 
gieux existant  encore  au  moment  où  le  sulfate  de  plomb  s'est  déjà 
peroxyde.  Ce  plomb  spongieux  ne  se  peroxyde  pas  directement  et 
doit  avant  cela  passer,  lui  aussi,  à  Tétat  de  sulfate  de  plomb.  Cette 
sulfatation  ne  peut  se  produire,  comme  dans  le  cas  de  Toxyde  infé- 
rieur, par  action  chimique  directe  de  Tacide  sulfurique  libéré  dans  les 


on  trouvait  314  ampères-heures.  On  déduit  ainsi,  pour  le  coe  fftcient  d'utilisation, 

la  valeur  : 

211 
11=0.672. 

D'autre  part,  en  évaluant,  d'après  la  variation  de  densité  du  liquide  et  le  volume 
de  celui-ci,  la  quantité  d'acide  sulfurique  engagé,  on  obtient  1*',72  par  ampère- 
heure,  chiffre  très  voisin  du  chiffre  théorique  (is',82  par  ampère-heure)  corres- 
pondant à  la  sulfatation  d'une  seule  électrode,  l'autre  étant  une  négative  à  l'étal 
fin  de  charge.  On  peut  dire  par  conséquent  que,  pendant  cette  période,  61  0/0  du 
plomb  spongieux  a  été  transformé  en  sulfate  de  plomb. 


ÉTUDE  DE  LA  FORMATION  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


385 


pores  de  la  matière  active.  lia  transformation  du  plomb  spongieux 
restant,  en  sulfate  de  plomb,  se  fait  principalement  par  action  locale 
avec  le  peroxyde  déjà  formé  ^  C'est  pour  cette  raison  que  le  ren- 
dement de  cette  deuxième  partie  est  augmenté  lorsqu'on  sectionne  la 
charge  par  des  intervalles  de  repos,  et  c'est  parce  que  Faction  locale 
se  produit  pendant  ces  intervalles  que  la  tension  anodique  part,  à 


050. 
0,40, 
0.30 
0,20 
0,10. 


48 


0  3  G  9  1Z  Z4  3G 

Temps  en  heures 

Fio.  144.  —  Variation  de  la  tension  anodique  pendant  une  première  décharge. 


chaque  nouvelle  fermeture  du  courant,  d'une  valeur  très  basse,  d'où 
elle  remonte  peu  à  peu. 

Il  est  d'ailleurs  difficile  d'arriver  à  la  peroxydation  complète  par 
une  charge  unique,  et,  même  lorsqu'on  a  dépassé  notablement  la 
limite  de  peroxydation  théorique,  et  que  la  tension  anodique  est  cons- 


1.  G^est  à  cette  action  locale  quMl  faut  attribuer  l'écbauffement  quelquefois  très 
intense  qui  se  produit  dans  certains  cas  sur  les  plaques  qui,  après  sortie  du 
bain  de  formation,  renferment,  malgré  leur  apparence  peroxydée  superficielle- 
ment, une  proportion  encore  notable  de  plomb  spongieux. 

23 


38*3  LES  ACCUMUIATEIRS  ÉLECTRIQUES 

tante,  Télectrolyse  opérant  presque  exclusivement  le  dégagement 
d*oxygène,  la  plaque  ne  présente  souvent  la  teinte  brune  qu'à  la  sur- 
face, les  parties  intérieures  étant  encore  de  couleur  grisâtre. 
Quelques  décharges,  avec  application  d'un  faible  rendement  en 
ampères-heures,  suffisent  alors  pour  amener  la  matière  à  Tétat  de 
peroxydation  totale. 

Il  nous  est  arrivé  de  constater  une  allure  très  curieuse  de  la 
courbe  de  première  décharge  après  une  telle  formation.  La  plaque 
étudiée  était  une  plaque  à  grande  surface,  et  la  peroxydation  du 
plomb  spongieux  en  peroxyde  donnait  une  courbe  de  même  allure 
que  la  précédente.  Après  assez  longue  prolongation  de  la  charge,  la 
plaque  ne  paraissait  pas  peroxydée  et  possédait  une  teinte  grise.  Une 
décharge  faite  à  ce  moment  à  0,108  ampère  par  décimètre  carré  de 
surface  apparente  donnait  les  résultats  exprimés  par  la  figure  144. 
La  première  partie,  jusqu'au  crochet  (1,90  volt),  donnait  seulement 
i,56  ampère-heure  par  décimètre  carré.  En  poussant  la  décharge  à 
intensité  constante,  au  lieu  d'obtenir,  comme  dans  le  cas  d'une  plaque 
positive  normale,  une  courbe  descendant  brusquement  pour  passer 
aux  valeurs  négatives,  vers  0,20  volt  la  courbe  se  redressait,  et  une 
deuxième  période  stable  de  décharge  se  produisait.  Plus  longue  que 
la  première,  cette  période  correspondait  à  une  force  éleclromotrice 
de  0,24  volt  au  début  et  baissant  lentement  jusque  vers  0.  11  est 
probable  que  pendant  cette  période,  il  y  avait  simple  sulfatation  de 
Toxyde  inférieur  de  plomb.  La  charge  suivante  convertissait  d'ailleurs 
entièrement  en  peroxyde  la  matière  active,  et  une  deuxième  décharge 
ne  présentait  plus  l'anomalie  précédente  et  donnait  la  capacité  spéci- 
fique normale  de  3,6  ampères-heures  au  régime  de  0,217  ampère  par 
décimètre  carré  de  surface  apparente. 

b)  Plaques  NÉGATIVES.  —  Lorsqu'on  étudie  la  variation  de  la  tension 
cathodique  d'une  plaque  empâtée,  en  réduction,  on  trouve  toujours, 
quelle  que  soit  la  composition  de  Tempâtage,  à  base  de  minium  ou  de 
lîtharge,  que  la  tension,  au  début,  atteint  une  valeur  très  élevée  dans 
le  sens  négatif,  phénomène  qui,  comme  dans  le  cas  de  la  positive, 
peut  être  attribué  à  une  grande  résistance  intérieure  initiale.  La 
tension  baisse  ensuite,  toujours  dans  le  même  sens,  et  garde  une 
valeur  très  sensiblement  constante  pendant  la  plus  grande  partie  de 
la  réduction.  Vers  la  fin,  un  peu  après  la  limite  théorique,  se  pro- 
duit une  élévation  très  rapide  de  la  tension,  qui  correspond  alors  à 
celle  du  dégagement  d'hydrogène. 

C'est  ce  qu'indique  la  figure  145,  qui  se  rapporte  à  une  plaque 


ÉTUDE  DE  LA  FORMATION  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  387 

à  grille  mince  dont  Tempâtage  avait,  à  Tétat  sec,  la  composition  sui- 
vante : 

PbSO« 4,40  0/0 

Pb02 30,65  » 

PbO 62,30  ». 

La  force   électromotrice  initiale  était  égale  à  +  0,29  volt.   La 
réduction  était  opérée  dans  un  acide  de  faible  densité  (3**  B.),  et  à 


Temps  en  jours 
123456789  10  11  12131415  16171819  20  21  22 


0.10. 


0.20, 


0^0, 


FiG.  143.  —  VariatioQ  de  la  tension  cathodique  pendant  la  réduction. 


la  densité  de  courant  excessivement  faible  0,0655  ampère  par  déci- 
mètre carré  de  surface  apparente.  Pour  les  densités  de  courant 
généralement  adoptées  et  comprises  entre  0,2  et  0,5  ampère  par 
décimètre  carré,  Tallure  est  exactement  la  même;  mais  les  diffé- 
rentes valeurs  des  tensions  sont  un  peu  plus  élevées. 

La  partie  principale  de  la  courbe,  beaucoup  plus  constante  que 
pour  la  peroxydation,  doit  être  attribuée  à  ce  fait  que  la  concentration 
de  Tacide  dans  les  pores  de  la  matière  active  doit  être  ici  sensi- 
blement constante  et  n'augmente  pas  comme  dans  la  positive,  où 
Télectrolyse  amène  constamment  les  ions  SO*. 

Lorsqu'on  adopte  des  densités  de  courant  de  charge  de  plus  en 
plus  grandes,  la  tension  initiale  cathodique  peut  atteindre  des  valeurs 


388 


LES  ACCUMULATEURS  ÉI-ECTRIQUES 


très  élevées  et  voisines  de  i  volt,  comme  le  montrent  les  courbes 
de  la  figure  146,  qui  se  rapportent  à  deux  plaques  de  même  compo- 
sition que  la  précédente,  mais  réduites  aux  densités  de  courant 
0,87  (I)  et  1,74  (II)  ampère  par  décimètre  carré  de  surface  apparente. 
Ici,  la  partie  droite  se  rétrécit  de  plus  en  plus  et,  pour  la  plaque  II 


Terr 

ips  en  heures 

2  4  6  6  10  12  14161820  2224  2628303234  363840 

0 

. 

. 

... 

-0.10 

; 

V  i 

H 

•Si 

O: 

«-0,20 

09  : 

5^ 

f-o.3a 

n 

-si- 

09 

i       F 

■5  -0.40 

/^"^t- 

—-^ 

^ 

/  /\ 

^i 

\       «i 

1-0.50 

// 

\ji 

N.  J- 

-S  -0.60. 

// 

^TN 

\               X^^ 

I 

i  -0.70 

•03 

H 

II 

5-031 
-0.90, 
-1,001 


FiG.  146.  —  Variation  de  la  tension  cathodique 
pendant  la  réduction.* 


même,  il  n'y  a  plus,  pour  ainsi  dire,  de  partie  constante;  la  courbe 
passe  simplement  par  un  minimum  entre  la  tension  initiale  élevée 
et  celle  correspondant  au  dégagement  d'hydrogène.  Cette  dernière 
se  produit  de  plus  en  plus  lentement  avec  les  densités  croissantes,  en 
même  temps  que  la  limite  de  charge  théorique  s'éloigne  (courbe  H) 
du  point  où  tout  le  courant  est  utilisé  au  dégagement  de  Thydro- 
gène. 

On  a  quelquefois  à  opérer  la  réduction  de  plaques  peroxydées  ; 
c'est  notamment  le  cas  des  plaques  à  grande  surface  obtenues  par 
formation  électrochimique.  Après  cette  formation,  on   obtient  en 


ÉTUDE  DE  IJl  FORMATION  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


389 


effet  une  plaque  recouverte  d'une  couche  de  peroxyde  de  plomb;  si 
on  veut  en  faire  une  plaque  négative,  il  faut  alors  la  réduire.  Comme 


CD 


E 


C 
4) 

eu 


il 


.2  « 
^  O 

-S. 


es 

'a 

> 

1 


o 

CM* 


r-'  O  O  O  O  O  d  o'  o'  o 

S)|0A.u3'  |ai)ua;od  dp  aousjajjiQ  '    '    ' 


le  montre  la  figure  147,  la  réduction  parle  courant  donne  lieu  à  deux 
phases  distinctes  :  la  première,  qui  correspond  à  la  réduction  et  à  la 
sulfatation  du  peroxyde,  donne  la  même  allure  qu'une  positive  en 


390  LES  ACCUMUIATEURS  ÉI^CTRIQUES 

décharge.  A  la  fin  de  celte  première  partie,  la  tension,  mesurée  ici 
avec  électrode  supplémentaire  en  plomb  spongieux,  baisse  brus- 
quement, puis  s'inverse  et  atteint  dans  le  sens  négatif  une  valeur 
élevée,  pour  les  mêmes  raisons  que  précédemment,  d'où  elle  redescend 
rapidement  pour  arriver  à  la  valeur  sensiblement  constante  qui 
caractérise  la  deuxième  phase.  Après  celle-ci  survient  enfin  l'élé- 
vation rapide  due  au  dégagement  d'hydrogène. 

La  plaque  étudiée  ici  était  une  plaque  à  grande  surface  qui  avait 
été  formée  au  nitrate,  et  dont  la  réduction  était  opérée  dans  Tacide 
faible  (3  à  A^  B.),  avec  une  densité  de  courant  de  0,108  ampère  par 
décimètre  carré  de  surface  apparente. 

Il  est  à  remarquer  que  pendant  la  première  phase  lout  le  peroxyde 
ne  s'est  pas  transformé  en  sulfate  et  qu'une  partie  seulement  a  subi 
cette  transformation,  celle-ci  se  continuant  alors  pendant  la  deuxième 
phase,  celle  de  réduction  proprement  dite. 

La  sulfatation  du  peroxyde  restant,  puis  sa  réduction  se  font  d'ail- 
leurs, pendant  cette  période,  plus  facilement  que  la  sulfatation  et  la 
peroxydation  du  plomb  spongieux  pendant  la  période  correspondante 
de  la  courbe  de  peroxydation,  et  ceci  pour  un  même  type  de 
plaque. 

3**  Formation  des  plaques  dont  la  matière  active  est  à  base  d'un  sel 
de  plomb,  —  Dans  certaines  plaques,  la  matière  active,- au  lieu  d'être 
constituée  à  l'aide  des  différents  oxydes  de  plomb,  est  obtenue  soit 
par  empâtage,  soit  par  fusion  de  certains  sels  de  plomb,  comme  le 
chlorure,  le  sulfate,  etc.  Pour  le  sulfate  de  plomb,  la  peroxydation 
s'effectue,  ainsi  qu'on  vient  .de  le  voir,  directement  par  le  courant. 
Il  .n'en  est  pas  ainsi  pour  les  sels  comme  le  chlorure.  Celui-ci,donl 
la  solubilité  est  notable,  ne  se  peroxyderait  pas  en  le  chargeant 
comme  anode.  Il  se  produirait  simplement  un  abondant  dégagement 
de  chlore,  tandis  que  les  ions  Pb  viendraient  se  décharger  sur  la 
cathode,  où  ils  précipiteraient  du  plomb  métallique. 

La  formation  consiste  dans  ce  cas  en  une  réduction  du  sel  en 
plomb  spongieux.  La  réduction  du  chlorure  de  plomb  peut  être 
effectuée,  comme  le  fait  la  Société  pour  le  travail  électrique  des 
métaux,  en  mettant  les  plaques  à  réduire  en  contact  avec  des  lames 
de  zinc.  Il  se  produit  alors  un  véritable  couple  fonctionnant  en 
court-circuit  ;  la  force  électromotrice  de  ce  couple,  variable  avec  la 
concentration  de  TélGclrolyte  (ordinairement  chlorure  de  zinc) 
employé,  est  voisine  de  0,5  volt.  Pendant  ce  fonctionnement,  le 
chlorure  de  plomb  agit  comme  dépolarisant  et  se  réduit  en  plomb 


ÉTUDE  DE  lA  FORMATION  DE  L'ACCrMriATKrU  AU  PLOMB  3^1 

spongieux,  tandis  que  la  calhode  en  zinc  passe  à  Tétat  de  chlorure 
de  zinc,  qui  se  dissout. 

La  négative  ainsi  réduite  en  plomb  spongieux  doit  ôtre  évidem- 
ment lavée  très  soigneusement  pour  être  débarrassée  de  toute  trace 
de  zinc  et  de  chlore,etelle  représente  à  cet  état  une  négative  parfaite 
d'accumulateur,  alors  même  qu'elle  n'a  reçu  aucune  charge. 

Pour  obtenir  la  plaque  positive  quand  on  emploie  ce  procédé  par 
ticulier,  on  doit  peroxyder  la  négative,  ainsi  qu'il  a 'été  décrit  précé 
demment. 

Dans  les  plaques  A.-J.  Marquand  *,  le  plomb  de  la  plaque  est  par- 
tiellement transformé  en  sulfure  de  plomb  par  fusion  en  présence 
de  soufre. 

Après  fabriration  des  plaques,  par  coulée  ou  estampage,  celles-ci  sont 
recouvertes,  sur  les  parties  que  Ton  veut  préserver  de  l'action  du  soufre, 
d'une  poudre  d'un  émail  fondant  à  une  température  un  peu  plus  élevée 
que  le  plomb.  On  fond  cette  poudre  au  chalumeau  oxhydrique  assez  rapi- 
demeut  pour  que  le  plomb  sous-jacent  n'ait  pas  le  temps  de  s'échauffer 
suttisamment  pour  atteindre  la  fusion.  L'émail  employé  est  composé  de 
4,90/0  de  fluorure  de  calcium,  45,60/0  de  feldspath,  25,30/0  de  silicate  de 
sodium,  4,90/0  dp  silice  et  19,30/0  de  sulfate  de  baryum. 

Après  remaillage,  les  parties  destinées  à  former  la  matière  active  sont 
saupoudrées  de  soufre  en  quantité  correspondante  à  la  capacité  que  l'on 
veut  obtenir  (environ  2  grammes  par  ampère-heure),  puis  les  plaques  so|it 
portées  dans  un  moule  que  Ton  chaufle  pendant  une  heure  environ  à  la 
température  de  fusion  du  plomb.  A  leur  sortie,  elles  peuvent  être  con- 
sidérées comme  empâtées  de  sulfure  de  plomb. 

Les  plaques,  après  refroidissement,  sont  disposées  comme  cathodes  dans 
l'acide  sulfurique  dilué  additionné  d'acides  thioniques.  Le  plomb  spon- 
gieux obtenu  est  soumis  à  la  compression. 

4*  Autres  procédés  de  formation.  —  Dans  certains  cas,  on  a  proposé 
de  remplir  les  alvéoles  de  la  plaque  d'un  alliage  de  plomb  et  d'un 
métal  facilement  attaquable.  11  suffit  d'éliminer  ce  dernier  pour 
obtenir  du  plomb  spongieux. 

C'est  ainsi  que  J.  Walter  ^  coule  dans  les  alvéoles  du  quadrillage 
un  alliage  de  plomb  et  de  sodium,  ou  potassium,  magnésium,  cal- 
cium, strontium,  baryum,  aluminium,  manganèse,  chrome. 

Nézebeau  garnit  les  alvéoles  d'un  amalgame  de  plomb  renfermant 
2  parties  de  plomb  pour  1  de  mercure.  Il  trempe  ensuite  la  plaque 
dans  l'acide  sulfurique  dilué. 

1.  Brevet  anglais  7027,  déposé  le  17  mars  1897,  délivré  le  5  mars  1898. 
1.  Zeitschr.f.  Elektrockemie,  t.  III,  p.  449. 


392 


LES  ACCUMUIATKURS  ÉLECTRIQUES 


5*  Sur  le  dégagement  gazeux  pendant  la  formation.  —  Gladstone 
et  Tribe*  ont  déterminé,  dans  leurs  travaux,  les  quantités  de  gaz, 
hydrogène  ou  oxygène,  dégagées  pendant  la  formation  de  plaques 
empâtées.  Ils  prenaient  pour  cela  des  lames  de  plomb  identiques, 
recouvertes  d'une  certaine  quantité  de  minium,  et  ils  chargeaient 
en  notant  les  quantités  de  gaz  dégagé  pendant  chaque  heure.  Les 
résultats  obtenus  par  eux  sont  donnés  dans  le  tableau  126. 

TABLEAU    126 


HYDROGÈNE 

OXYGÈNE                 1 

MOMENT 

1 

de  l'expérience 

DLOAGé 

ABSORBA 

DÉGAGÉ 

ABBORBi 

heures 

cent.cDbes 

cent,  cubes 

cent,  cubes 

cent,  cubes 

1 

0 

312 

0 

156 

2 

0 

318 

18 

141 

3 

0 

306 

48 

105 

4 

0 

300 

66 

84 

5 

0 

300 

72 

78 

6 

2 

313 

90 

67 

7 

5 

295 

87 

63 

8 

3 

312 

96 

61 

9 

6 

303 

93 

61 

10 

21 

297 

99 

60 

11 

37 

273 

99 

56 

12 

101 

220 

105 

56 

13 

150 

158 

105 

49 

14 

195 

132 

105 

58 

15 

210 

92 

100 

51 

16 

228 

90 

106 

53 

17 

225 

85 

100 

55 

18 

270 

66 

108 

60 

19 

264 

51 

108 

49 

20 

270 

50 

111 

49 

21 

273 

43 

114 

44 

22 

270 

30 

114 

36 

23 

276 

30 

114 

39 

24 

297 

21 

123 

36 

25 

309 

9 

126 

33 

26 

270 

18 

120 

24 

27 

300 

18 

132 

27 

28 

309 

11 

138 

22 

29 

321 

15 

141 

27 

30 

318 

15 

147 

19 

31 

300 

6 

135 

18 

5.230 

4.489 

3.120 

1.737 

Quoique  ni  la  densité  de  courant  ni  la  concentration  d'acide  ne 
1.  Lumière  électrique,  t.  VI,  p.  331. 


ÉTUDE  DE   LA  FORMATION  DE  I/ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


393 


Boient  données  ici,  on  voit  que  la  réduction  se  fait  avec  un  meilleur 
rendement  que  la  peroxy dation.  Pour  celle-ci,  notamment,  les  der- 
nières parties  de  Fempâtage  ne  sont  peroxydées  que  très  lentement  ; 
aussi  la  proportion  d'oxygène  absorbé  est-elle  assez  élevée  et  tou- 
jours plus  grande  que  celle  de  Thydrogène.  Il  est  probable  d'ailleurs 
que  la  densité  de  courant  devait  être  ici  assez  élevée.  Les  auteurs 
attribuent,  d'autre  part,  l'absorption  lente, mais  continue,  d'oxygène, 
longtemps  après  que  la  quantité  théorique  a  été  absorbée,  en  partie 
à  l'oxydation  de  la  lame  de  plomb,  et  surtout  à  l'action  locale  entre 
la  matière  et  son  support. 

Dans  d'autres  expériences,  Gladstone  et  Tribc  ont  montré  l'im- 
portance de  la  densité  du  courant  sur  le  dégagement  d'oxygène. 
C'est  ce  qu'indique  le  tableau  127. 

TABLEAU   127 


INTENSITÉ 

QUANTITÉ 
d'oxygène 

BVXAOASl.Ni 

TEMPS 

nécessaire 

A  l'absorption 

PERTE 
d'oxygène 

ampères 

cent,  cubes 

heures 

cent,  cubes 

2 

i 
0,5 

300 
300 
300 

J,5 
2 

3,8 

174 
18 
15 

2 
1 
0,5 

600 
600 
600 

4,1 
5,5 
7,6       • 

617 

249 
47 

2 

1 
0,5 

1000 
1000 
1000 

i2,2 
13,9 
16 

3081 

-   900 

400 

Les  lames  étaient  capables  d'absorber  1200  centimètres  cubes 
d'oxygène. 

La  perte  d'oxygène  augmente,  comme  on  le  voit,  considérable- 
ment avec  l'intensité.  Le  rendement  de  formation  doit  donc  dimi- 
nuer avec  les  intensités  élevées,  ce  que  nous  avons  vu  d'ailleurs 
d'autre  part. 

6*  Formation  des  quadrillages  dans  les  plaques  empalées,  —  Le 
plomb  antimonieux  se  peroxyde,  par  le  courant,  beaucoup  plus  diffici- 
lement que  le  plomb  doux  ;  c'est  pour  cette  raison  qu'il  est  employé 


394 


I.KS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


dans  la  fabrication  des  quadrillages  des  plaques  type  Faure*.  Ne 
s'attaquantque  plus  lentement  que  le  plomb  doux,  le  plomb  antimo- 
nieux  procure  au  quadrillage  une  durée  plus  longue  et  le  met  mieux 
à  Tabri  des  déformations;  ses  qualités  physiques  contribuent  d'ail- 
I  eurs  à  donner  à  la  plaque  une  plus  grande  solidité  mécanique.  Les 
proportions  d'antimoine  employées  en  pratique  varient  entre  5  et 


60  «C 

M           2" 

,m 

*50|5 

. 

* 

S      § 

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200  250  300 

Nombre  de  Décharges 


350 


400 


4SQ 


Fio.  H8. 


Courbes  de  variation  de  capacité  et  de  dépôt  de  matière  active 
en  fonction  du  nombre  de  décharges. 


10  0/0;  au-dessus  de  cette  dernière  valeur,  le  métal  obtenu  devient 
trop  cassant. 

En  faible  proportion,  Tantimoine  parait  jouer  un  rôle  plutôt  nui- 
sible, ainsi  qu'il  résulte  des  expériences  suivantes.  On  a,  à  cet 
effet,  soumis  à  la  formation  Planté  trois  plaques  semblables  ^,  mais 
coulées  avec  des  alliages  de  composition  différente  : 

I  était  coulée  en  plomb  doux  ; 


1.  L'alliage  plomb-antimoine  a  été  préconisé  par  Sellon,  c'est  le  plus  employé 
en  pratique.  Cependant  d'autres  alliages  ont  été  employés  dans  le  même  but, 
tels  que  plomb-antimoine-mercure  (Julien)  et  plomb-cadmium  (L.  James). 

2.  Ces  plaques  étaient  du  type  à  augets  et  ne  portaient  pas  d'àme  au  milieu. 
La  surface  totale  active  de  plomb  atteignait  28  décimètres  carrés. 


ÉTUDE  DE  LA  FORMATION  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  395 

H  était  coulée  en  plomb  antimonieux  renfermant  0,55  0/0  de  Sb. 

III  était  coulée  en  plomb  antimonieux  renfermant  0,94  0/0  de  Sb. 

Ces  trois  plaques  étaient  placées  dans  les  mômes  conditions  de 
charges  et  de  décharges  successives,  et  on  déterminait  sur  elles  la 
variation  de  capacité  en  fonction  du  nombre  de  décharges,  ainsi  que 
Tattaque. 

Les  courbes  de  la  figure  148  expriment  les  résultats  obtenus  ;  elles 
montrent  que,  pour  ces  faibles  proportions  d'antimoine,  Tattaque  est 
d'autant  plus  rapide  qu'il  y  a  davantage  d'antimoine.  Ce  fait  est 
démontré  non  seulement  par  la  masse  de  matière  déposée,  mais 
encore  parTaspect  même  des  plaques,  III  étant  beaucoup  plus  dé- 
formée et  ayant  ses  augets  beaucoup  plus  rongés  que  II,  et  1  pré- 
sentant le  moins  de  déformation  et  d'attaque,  à  la  fin  des  essais*. 

Comme,  d'autre  part,  les  courbes  montrent  que  la  capacité  varie 
en  raison  inverse  de  l'attaque,  il  faut  en  conclure  que  la  quantité 
active  de  peroxyde  est  toujours  plus  faible  sur  III  et  II  que  sur  I,  et 
comme,  d'autre  part,  la  quantité  totale  formée  est  plus  grande  sur 
les  deux  plaques  à  antimoine,  que  le  peroxyde  est  moins  adhérent 
sarcelles-ci. 

Plaques  à  grande  surface.  —  La  formation  la  plus  généralement 
.adoptée  dans  ce  cas  consiste  à  produire  la  matière  active  aux  dépens 
du  plomb  doux  dont  est  composée  la  plaque,  une  partie  de  ce  plomb 
doux  étant  transformée  soit  en  peroxyde,  soit  en  plomb  spongieux, 
pendant  que  la  partie  restante  sert  de  support  et  de  conducteur. 
C'est  ce  qu'on  appelle  la  formation  autogène,  par  çpposition  avec  la 
formation  dite  hétérogène  des  plaques  empâtées. 

Pour  arriver  à  cette  formation,  on  peut  employer  trois  procédés 
diiTérents  :  1**  la  formation  Planté,  dans  laquelle  la  plaque  est  sou- 
mise à  des  périodes  successives  de  charge  et  de  décharge,  avec  ren- 
versement de  sens  de  temps  en  temps  ;  2°  la  formation  électrochi- 
mique, qui  ne  nécessite  qu'une  charge  dans  un  sens  pour  arriver  à 
une  peroxydation  suffisamment  profonde  du  plomb  doux  actif; 
3°  la  formation  après  traitement  chimique  :  ici  on  attaque  chimique- 
ment le  plomb  doux  par  une  substance  appropriée,  de  façon  à  oble- 


1.  La  densité  de  courant,  égale  en  charge  et  en  décharge,  était  de  0,H3anipère 
par  décimètre  carré  de  surface  apparente,  pour  les  50  premières  décharges; 
0,227  ampère  pardécimèlre  carré,  delà  50-  à  la  125';  et  0,453  ampère  par 
décimètre  carré  ensuite.  La  concentration  de  l'acide,  12»  B.,  pendant  les  50 
premières  décharges,  était  ensuite  portée  à  25°  B. 


396  LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

nir  une  couche  superficielle,  soit  d'un  oxyde,  soit  d'un  sel  de  plomb, 
qu'il  ne  reste  plus  qu'à  former,  comme  on  le  fait  pour  les  plaques 
empâtées. 

Quoique  la  formation  autogène  soit  la  plus  employée,  il  existe 
cependant  des  procédés  de  formation  hétérogène  des  plaques  à 
grande  surface.  Il  ne  peut  pas  s'agir  évidemment  de  recouvrir  d'un 
empàtage  des  surfaces  aussi  multipliées,  la  couche  de  matière  active 
devant  être  excessivement  mince,  uniforme  et  adhérente  ;  mais  il  est 
un  procédé  simple,  qui  permet  de  recouvrir  sans  les  attaquer  les 
surfaces  de  plomb  doux  d'une  couche  d'épaisseur  voulue  soit  de 
peroxyde,  soit  de  plomb  spongieux,  soit  d'un  oxyde  ou  d'un  sel 
quelconque  de  plomb  :  c'est  d'électrolyser  une  solution  d'un  sel  de 
plomb  convenablement  choisi. 

1**  Formation  Planté,  — ^  l!.tudiant  la  formation  de  ses  couples  secon- 
daires. Planté  trouva  qu'à  la  première  charge  le  dégagement  d'oxy- 
gène a  lieu  presque  immédiatement  sur  la  positive,  qui  se  recouvre 
d'une  couche  très  mince  de  peroxyde, 

A  la  négative,  l'hydrogène  apparaît  également  très  rapidementaprès 
avoir  réduit  la  couche  mince  d'oxyde  dont  le  plomb  se  recouvre  à 
l'air. 

Le  courant  secondaire  qu'on  obtient  alors  est  de  très  faible  durée. 
Planté  trouva  même  que,  si  on  laisse  se  reposer  quelque  temps  le 
couple  avant  de  le  décharger,  on  n'obtient  plus  de  courant  secon- 
daire, ce  qui  provient  d'une  action  locale  entre  le  peroxyde  et  le 
métal  sous-jacent. 

Planté  constata  ensuite  que  si,  après  avoir  fermé  le  circuit  se- 
condaire jusqu'à  son  anéantissement,  on  charge  une  seconde  fois 
l'appareil,  les  conditions  ne  sont  plus  les  mômes  qu'au  début.  A  la 
négative,  par  exemple,  l'hydrogène  trouve  une  couche  d'oxyde  ou 
même  de  peroxyde  plus  forte  que  celle  qui  résulterait  seulement 
d'une  oxydation  à  l'air  ;  par  suite  le  dégagement  dTiydrogène  sur 
cette  lame  se  produit  plus  tard  qu'à  la  première  charge,  car  il  ne 
commence  que  lorsque  l'oxyde  est  réduit  à  l'état  de  plomb  «  pulvé- 
rulent ou  très  divisé  ».  Pour  les  mêmes  raisons,  l'oxygène  se  dégage 
plus  tard  également  à  l'électrode  positive,  où  il  rencontre  une  couche 
de  peroxyde  réduit  ou  môme  de  plomb  métallique  ^  divisé. 


1.  On  voit  que  Planté  admettait  que,  à  la  décharge,  la  réduction  du  peroxyde 
de  la  positive  pouvait  aller  jusqu'au  plomb  métallique,  et  que  Toxydation  du 
plomb  delà  négative  pouvait  aller  jusqu'au  peroxyde. 


ETUDE  DE  LA  FORMATION  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  397 

Le  courant  secondaire  obtenu  après  cette  deuxième  charge  est 
alors  de  plus  longue  durée. 

Planté  put  obtenir  des  courants  secondaires  de  longue  durée  en 
répétant  un  grand  nombre  de  fois  ces  charges  et  décharges  succes- 
sives. Il  reconnut  de  plus  qu'on  formait  plus  rapidement  les  élé- 
ments en  changeant  successivement  plusieurs  fois  le  sens  du  courant 
primaire,  et  en  laissant  un  intervalle  de  repos  de  plusieurs  jours 
entre  ces  changements  de  sens.  Pour  faciliter  la  formation,  il  recom- 
mande aussi  le  séjour  prolongé  des  lames  de  plomb  dans  Teau  aci- 
dulée avant  Taction  du  courant  primaire. 

11  trouve  aussi  que  Tintensité  du  courant  primaire  influe  sur  la 
formation,  un  courant  trop  faible  ne  produisant  que  des  dépôts  très 
superficiels  de  peroxyde  noir,  tandis  que  celui  qui  résulte  d'un  cou- 
rant plus  fort  a  la  couleur  brun  clair  du  peroxyde. 

Planté  indique  alors  la  marche  suivante  pour  la  formation  *  : 

Le  couple  secondaire  ayant  été  rempli  à  Tavance  d'eau  acidulée  au 
i/10  par  de  Tacide  sulfurique  pur,  on  le  fait  traverser,  le  premier  jour 
que  Ton  s*en  sert,  six  ou  huit  fois  alternativement  dans  les  deux  sens,  par 
le  courant  de  deux  éléments  Bunsen.  On  décharge  le  couple  secondaire 
entre  chaque  changement  de  sens,  et  on  constate  sans  peine,  soit  par 
l'incandescence  d'un  fil  de  platine,  soit  par  tout  autre  effet,  que  la  durée 
de  la  charge  va  sans  cesse  en  croissant. 

On  augmente  peu  à  peu  le  temps  pendant  lequel  le  couple  reste 
soumis  dans  le  même  sens  à  Faction  du  courant  primaire.  On  porte 
successivement  cette  durée,  dès  le  premier  jour,  d'un  quart  d'heure  aune 
demi-heure  et  une  heure. 

On  le  laisse  finalement  chargé  dans  un  sens  déterminé  jusqu'au  len- 
demain. Le  lendemain,  on  le  recharge  deux  heures  en  sens  inverse,  puis 
dans  le  premier  sens,  et  ainsi  de  suite.  On  constate  encore  un  gain  dans 
la  durée  de  la  décharge.  Mais  il  arrive  bientôt  une  limite  au  delà  de 
laquelle  cette  durée  n'augmente  plus  sensiblement,  surtout  lorsque  la 
pile  primaire,  n'étant  pas  renouvelée,  s'est  affaiblie  peu  à  peu  par  ces 
actions  successives  et  n'a  plus  une  intensité  suffisante  pour  que  l'élec- 
trolyte  pénètre  plus  profondément  à  l'intérieur  des  lames. 

On  laisse  alors  le  couple  secondaire  au  repos  pendant  huit  jours,  et 
on  le  recharge  en  sens  inverse  pendant  plusieurs  heures,  sans  faire,  le 
même  jour,  de  nouveaux  changements  de  sens.  Puis  on  porte  peu  à  peu 
l'intervalle  du  repos  à  quinze  jours,  un  mois,  deux  mois,  etc.,  et  la  durée 
de  la  décharge  va  sans  cesse  en  augmentant. 

Lorsque  les  couples  secondaires  donnent  un  courant  d'une  durée 
suffisamment  prolongée  pour  l'application  qu'on  veut  en  faire,  il  n'y  a  plus 
lieu  de  changer  le  sens  du  courant  primaire  chaque  fois  que  l'on  s'en  sert. 
La  provision  de  peroxyde  de  plomb  accumulée  sur  la  lame  positive  serait 

1.  Recherches  sur  Vélectricité^  1883. 


398  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQl^ES 

trop  longue  à  réduire,  et  l'on  n'obtiendrait  aucun  effet  du  couple  avant 
plusieurs  heures.  On  adopte  donc  un  sens  définitif  dans  lequel  on  charge 
toujours  les  couples  secondaires,  une  fois  qu'ils  sont  suffisamment 
formés. 

Dans  la  formation  Planté,  il  est  impossible  d'obtenir  par  une  charge 
unique  une  épaisseur  suffisante  de  peroxyde,  car  celui-ci  provient 
uniquement  de  la  couche  superficielle  de  sulfate  de  plomb  produit 
au  début.  Dès  que  cette  couche  est  peroxydée,  la  tension  correspond 
à  Télectrolyse  des  ions  SO*  avec  dégajjement  d'oxygène,  et  il  n*y  a 
plus  de  sulfatation  du  plomb  sous-jacent.  Les  charges  et  décharges 
successives  et  surtout  les  intervalles  de  repos  n'augmentent  Tépais- 
seur  de  peroxyde  que  grâce  à  l'action  locale  entre  le  peroxyde  et 
son  support  de  plomb  doux,  qui  se  sulfate  alors. 

Mais  on  sait  qu'à  la  négative,  Faction  locale  entre  le  plomb  spon- 
gieux et  le  plomb  doux  est  excessivement  faible  comparée  à  celle  de 
la  plaque  positive.  Pour  cette  raison,  si  les  périodes  de  charges  et 
décharges  successives  avaient  toujours  lieu  dans  le  même  sens,  seule 
la  capacité  de  la  positive  augmenterait  peu  à  peu.  On  comprend 
ainsi  le  rôle  des  inversions  de  courant,  qui  ont  pour  effet  de  former 
profondément  la  plaque  négative  en  la  peroxydant. 

La  concentration  de  Tacide  exerce  une  certaine  influence  dans  la 
peroxydation  par  ce  procédé.  Afin  d'étudier  cette  influence,  Glad- 
stone et  Tribe  *  ont  fait  passer  un  courant  de  i  ampère  entre  des 
électrodes  de  77  centimètres  carrés  environ  en  faisant  varier  la  con- 
centration de  Tacide  et  déterminant  les  quantités  d'oxygène  fixé.  La 
moyenne  des  résultats  obtenus  est  donnée  dans  le  tableau  1^8. 


TABLEAU 

128 

Proportion  d'acide  «ulfurique 
dann  l'eau 

Oxygène  fixé 
pendant  20  loinutes 

r 

5 

127,0 

1 

10 

146,4 

i 

151,2 

r>o 

1 

100 

154,8 

1 

12.")  0 

500 

**••'?" 

1 
1000 

304,4 

\.  Lutnière  électrique,  t.  IX,  p.  25. 


ÉTUDE  DE  LA  FORMATION  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  399 

On  voit  qu'il  n*y  a  pas  grande  différence  entre  les  acides  au  1/10, 
1/50  et  1/100. 

Avec  une  solution  au  1  /lOOO,  on  fixe  beaucoup  plus  d'oxygène  ;  mais 
alors  il  ne  se  forme  pas  du  peroxyde  de  plomb,  mais  des  oxydes 
inférieurs  et  un  sulfate  basique  2PbSO^PbO. 

Il  convient  donc  d'employer  une  concentration  comprise  entre  1/10 
et  1/100. 

Pour  les  solutions  plus  concentrées,  Tinfluence  est  sans  doulc  la 
même  que  dans  le  cas  des  plaques  empâtées,  et  la  peroxydation  du 
sulfate  se  fait  plus  lentement  et  avec  un  plus  mauvais  rendement. 

Henri  0 wen  Tudor  *  effectue  la  formation  Planté  en  chargeant  avec 
interruption  les  plaques  de  plomb  comme  positives  dans  Tacide  de 
0*,5  à  2**  B.  Lorsque  survient  le  dégagement  gazeux,  les  intervalles 
de  repos  sont  remplacés  par  de  légères  décharges,  jusqu'à  ce  qu'une 
couche  suffisamment  poreuse  et  épaisse  soit  obtenue;  quinze  à  vingt- 
cinq  jours  suffisent  pour  cela.  Comme  la  couche  très  dure  ainsi 
formée  renferme  une  grande  quantité  de  sulfate  de  plomb,  les  élec- 
trodes sont  chargées  en  négatives  dans  le  même  acide  faible,  jus- 
qu'à la  réduction  complète  et  au  dégagement-  gazeux.  On  transforme 
ensuite  en  peroxyde  en  chargeant  jusqu'à  dégagement  gazeux  dans 
l'acide  de  concentration  15  à  20**  B.  ;  après  repos,  on  charge  à  nou- 
veau jusqu'au  dégagement  gazeux,  puis  on  décharge  lentement  et 
on  recharge.  Ce  traitement  peut  être  répété  plusieurs  fois. 

Franz  Peters  *  a  recherché  la  quantité  de  peroxyde  de  plomb  dont 
se  recouvrent,  par  une  charge  unique  dans  l'acide  pur,  les  plaques  en 
plomb  doux.  Il  a  pris  comme  électrodes  des  plaques  minces  de  plomb 
laminé  ayant  6  X  12  centimètres,  de  sorte  que  l'élément  à  trois 
plaques  avait,  comme  surface  totale  active  positive,  144  centimètres 
carrés.  Deux  éléments  semblables  étaient  chargés  à  la  même  inten- 
sité 0,61  ampère  (soit  0,424  amp.  :  dm^),  mais  dans  de  l'acide  sulfu- 
rique  de  concentration  différente  :  a  renfermait  0,37  0/0  H-'SO*  (soit 
0-,3  B.)  ;  h  contenait 4,42 0/0  H>SO«  (soit  4«  B.). 

Pendant  la  charge,  les  tensions  mesurées  aux  bornes  des  éléments 
étaient  celles  du  tableau  129. 


1.  Brevet  anglais  40718,  du  i8  mai  1896. 

2.  Cenlralblalt  f.   Accumulaioren  und  Elementenkunde,  t.    Il,   p.  293:13  no- 
vembre 1901. 


400 


LE«  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 
TABLEAU    129 


TEMPS  KN  HEURES 

DIFFÉRENCE 

[)E   POTENTIEL 

INTENSITÉ 

depuis 

EN    VOLTS 

le  commencemeot 
de  l'essai 

a 

ea 

AMPÈRE» 

6 

0,25 

3,442 

3,120 

0,610 

1 

3,416 

3,120 

0,610 

2 

3,240 

3,038 

0,605 

4 

3,224 

2,979 

0,610 

23,5 

3,238 

2,922 

0,615 

25 

3,208 

2,901 

0,615 

27 

3,200 

2,881 

0,622 

29 

3,198 

2,876 

0,622 

47,5 

3,264 

2,901 

0,600 

La  tension  est  très  élevée  par  suite  de  la  densité  de  courant  adop. 
tée  qui  est  ici  excessive.  On  voit  que  cette  tension  atteint  sa  valeur 
maxima  au  début,  ce  que  Ton  peut  expliquer  par  la  présence  du  sul- 
fate de  plomb  dans  la  couche  active  superficielle  ;  celui-ci  se  peroxy- 
dant  à  la  positive  et  se  réduisant  aux  négatives,  la  tension  diminue 
lentement  ensuite.  Aussitôt  après  fermeture  du  circuit,  les  positives 
devenaient  sombres,  celle  de  a  principalement;  le  dégagement 
gazeux  était  assez  vif  pendant  toute  la  durée  de  Fessai. 

Après  47,5  heures,  soit  après  un  passage  de  29,174  ampères- 
heures,  le  dosage  des  quantités  de  peroxyde  formées  indiquait^ 
0*^,2241  PbO^ pour  aet0«f,206i  pour  6, ou,  enramenantà  lOOampères- 
heures,  0*^7683  pour  a  et  0^'",7066  pour  b.  La  concentration  la  plus 
faible  donne  donc  un  léger  avantage  au  point  de  vue  de  l'épaisseur 
de  la  couche  formée  en  peroxyde,  ce  qui  confirme  le  résultat  des 
expériences  de  Gladstone  et  Tribe. 

La  densité  de  courant  a  également  une  influence,  et  le  nombre  de 
décharges-charges  successives  à  effectuer  pour  obtenir  une  certaine 
capacité  est  d'autant  plus  petit  que  la  densité  de  courant  est  plus 
faible.  La  variation  de  capacité  en  fonction  du  nombre  de  décharges- 
charges  pour  une  positive  soumise  à  la  formation  Planté  a  été  don- 
née parla  courbe  I  (fig.  148). 

La  température  joue  aussi  un  rôle  important:  Planté  avait  re- 
connu qu'une  température  élevée  accélère  la  formation  des  plaques. 

1.  Ea  rapportant  à  Tuiiité  de  surface  active,  on  trouve,  pour  les  quantités  de 
PbO- formées  par  décimètre  carré,  0«',lo.')  pour  a  et  0«',143  pour  6. 


ÉTUDE  DE  LA  FORMATION  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  401 

Gladstone  et  Tribe  ^  ont  démontré  que  ce  fait  est  explicable  par 
Taugmentation  des  actions  locales.  En  abandonnant  à  elles-mêmes 
des  plaques  peroxydées  identiques,  Tune  à  la  température  de  il*  C. 
et  Tautre  à  50^  C,  ils  trouvèrent  en  effet  que  les  quantités  de  sul- 
fate formé  atteignaient,  après  une  heure,  2,6  pour  la  première  et  7,4 
pour  la  seconde. 

On  a  quelquefois  remplacé  Tacide  sulfurique  par  les  sulfates  alca- 
lins dans  la  formation  des  plaques  à  grande  surface.  Fr.  Peters  a 
étudié  celles-ci  en  employant  des  électrolytes  renfermant  par  litre 
d'eau  : 

i®  ioO  grammes  de  sulfate  de  soude  anhydre  :  densité  de  la  solu- 
tion, 1,120; 

2^  150  grammes  de  sulfate  d'ammoniaque  :  densité  de  la  solution, 
1,070. 

Après  charge  de  quarante-sept  heures  à  la  densité  de  courant 
0,39  ampère  par  décimètre  carré  de  surface  active,  les  quantités  de 
peroxyde  formé  étaient  trouvées,  par  analyse,  égales  à  : 

0«^,127  par  décimètre  carré  pour  la  première  solution 
et 

1    ,134  —  pour  la  deuxième  solution, 

valeurs  tout  à  fait  comparables  à  celles  obtenues  avec  Tacide  sulfu- 
rique pur. 

Avec  une  solution  de  40  grammes  de  sulfate  d'ammoniaque  et  de 
15  grammes  d'hydroxylamine  dans  1  litre  d'eau,  densité  1,025,  la 
couche  de  peroxyde  était  un  peu  plus  épaisse  et  atteignait  0^%326 
par  décimètre  carré  après  passage  de  13,1  ampères-heures  par  déci- 
mètre carré. 

Un  électrolyte  composé  de  24  grammes  de  sulfate  de  sodium  et 
10  grammes  de  bisulfate  de  sodium  dissous  dans  1  litre  d'eau  (den- 
sité de  la  solution,  1,010)  ne  procurait  qu'une  couche  insignifiante  de 
peroxyde. 

D'après  LudwigEpstein^,  on  accélérerait  la  formation  en  addition- 
nant les  bains  de  pyrosulfatcs. 

Cependant  celte  accélération  ne  paraft  pas  très  notable  d'après 
les  expériences  de  Fr.  Peters.  C'est  ainsi  qu'une  solution  de  50  grammes 
de  pyrosulfate  de  potassium  dans   1  litre    d'eau  (densité,   1,030) 

1.  Lumière  électrique^  t.  IX,  p.  25. 

2.  Brevet  anglais  2807,  du  14  juin  1882. 

26 


402  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

donnait  vn  poids  de  peroxyde  formé  de  0^%302  par  décimètre  carré 
après  passage  de  21,8  ampères-heures  au  régime  de  0,48  ampère 
par  décimètre  carré. 

Dans  les  mêmes  conditions,  une  solution  plus  concentrée,  renfer- 
mant 100  grammes  de  pyrosulfate  de  potassium  parlitre  (densité  1 ,065), 
donnait  moins  encore,  soit  0«',19  de  peroxyde  par  décimètre  carré. 

La  dissolution  du  sulfate  de  magnésium  a  été  préconisée  également 
comme  électrolyte  de  formation  ^ 

Fr.  Peters  a  employé,  dans  ses  essais  comparatifs,  des  solutions 

renfermant  par  litre  d'eau  ioO  grammes  (a)  et  600  grammes  (6^  de 

sulfate  de  magnésie  cristallisé.  Les  densités  étaient  respectivement 

1,060  {a)   et  1,200  {b)    avant  Télectrolyse  et    1,070-1,075   [a)    et 

,1,215-1,230  [b)  après. 

Deux  éléments  de  2*"', 88  de  surface  totale  active  positive  étaient 
formés  dans  chacune  de  ces  solutions.  La  densité  du  courant  de 
charge  était  égale  à  0,302  ampère  par  décimètre  carré.  Deux  éléments 
a«  et  6,  chargeaient  20,87  ampères-heures  par  décimètre  carré,  et 
les  deux  autres,  a^  et  ô^,  42,D6  ampères-heures  par  décimètre  carré. 
Les  électrolytes,  neutres  au  début,  devenaient  acides.  Les  quantités 
de  peroxyde  formé  étaient  excessivement  faibles  sur  a«  et  ô«.  Sur 
les  éléments  a^  et  b^^  on  trouvait  respectivement,  comme  quantité  de 
peroxyde  formé,  0«%048  et  O^^OSO  par  décimètre  carré,  valeurs  qui 
montrent  que,  dans  ces  limites,  la  concentration  du  sulfate  de  magné- 
sium influe  peu  sur  la  formation  et  qu'on  obtient  dans  tous  les  cas  une 
quantité  de  peroxyde  plus  faible  que  dans  Tacide  sulfurique. 

En  liqueur  alcaline,  la  couche  de  peroxyde  était  beaucoup  plus 
forte.  C'est  ainsi  que  Fr.  Peters  obtenait  14^%84  de  peroxyde  par 
décimètre  carré  après  passage  de  44,84  ampères-heures  au  régime 
de  0,347  ampère  par  décimètre  carré  de  surface  active,  en  employant 
un  électrolyte  composé  de  900  centimètres  cubes  d'une  solution  de 
sulfate  de  magnésium  à  15  0/0,  additionnée  d'une  solution  de 
30  grammes  de  sulfate  d'ammoniaque  et.de  20  grammes  de  potasse 
dans  100  centimètres  cubes  d'eau.  La  liqueur  était  employée  filtrée. 

En  remplaçant  Télectrolyte  précédent  par  une  solution  de 
30  grammes  de  sulfate  de  magnésium  cristallisé  et  de  20  grammes 
de  sulfate  de  sodium  anhydre  (densité  de  la  solution  1,026),  on  n'ob- 
tenait qu'une  couche  très  faible  de  O^^IS  de  peroxyde  par  décimètre 

1.  Desmond  Gérald  Fitz  Gérald  :  brevet  anglais  12350,  du  12  septembre  1884; 
—  The  Primary  Batlery  Company  :  brevets  allemands  34092,  du  1"  février  1885  ; 
39391,  du  6  avril  1886,  et  35718,  du  22  mars  1H85. 


ÉTUDE  DE  LA  FORMATION  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  403 

carré  après  charge  de  17,7  ampères-heures  par  décimètre  carré  de 
surface  active. 

Différents  auteurs^  ont  proposé  la  formation  dans  Talun  ou  le 
sulfate  d'alumine.  D'après  Fr.  Peters,on  n'obtient  ainsi  qu'une  couche 
excessivement  faible  de  peroxyde. 

On  peut  conclure  de  ces  différents  essais  que  la  formation  Planté 
n'est  pas  accélérée  par  le  remplacement  de  Tacide  sulfurique  par  un 
sulfate  alcalin. 

La  formation  Planté  est  très  longue  et  très  coûteuse;  aussi  a-tyon 
tenté  de  la  remplacer  par  un  des  deux  autres  modes  que  nous  allons 
étudier. 

2*  Formation  électrochimique,  —  Afin  d'obtenir  par  une  seule 
charge  une  épaisseur  suffisante  de  peroxyde,  on  peut  retarder  la 

précipitation  des  ions  PbO*  par  l'addition  de  substances  qui  (lonnent 
des  anions  se  séparant  sous  une  tension  plus  faible  et  qui,  attaquant 
le  plomb,  produisent,  par  suite  de  la  présence  de  l'acide  sulfurique, 
une  couche  de  sulfate  de  plomb  d'épaisseur  suffisante  qui  se  peroxyde 
ensuite. 

Une  des  substances  les  plus  employées  et  les  plus  brevetées  est 
l'acide  nitrique  ou  les  nitrates  alcalins  ;  en  présence  de  l'acide  sulfu- 
rique, ces  derniers  donnent  de  l'acide  nitrique  libre  et  du  sulfate 
alcalin. 

Nous  ne  donnerons  pas  ici  la  nomenclature  des  nombreux  brevets 
pris  sur  cette  question^.  Ils  n'apprennent  d'ailleurs  rien  quant  aux 
phénomènes  dont  la  plaque  est  le  siège  pendant  la  formation. 

Il  y  a  peu  d'essais  méthodiques  effectués  dans  cette  voie. 

FranÎB  Peters  ^  a  recherché  les  quantités  de  peroxyde  de  plomb 
qui  se  forment  dans  deux  bains  de  composition  différente; 

a.  —  2  centimètres  cubes  d'acide  sulfurique  concentré  et  2  cen- 
timètres cubes  d'acide  nitrique  de  densité  1,18,  par  litre  d'eau. 

6.  —  12  centimètres  cubes  d'acide  sulfurique  concentré  et  10  cen- 
timètres cubes  d'acide  nitrique  de  densité  1,18,  par  litre  d'eau. 


1.  Alfred  James  Jarman,  —  George  Washington  Harris,  —  Richard  Josiah 
Holland;  —  Hermann  Schoss:  brevet  allemand  112888,  du  29  janvier  1899. 

2.  Citons  parmi  ceux-ci  :  Thomas  Parker  et  Paul  Bedford  Elwell  :  brevet  anglais 
3710,  du  4  août  1882;—  Charles  Moseley  et  Thomas  Parker  :  brevet  anglais  11307, 
du  23  septembre  1885  ;  —  G.  Garassinos  :  brevet  anglais  12665,  du  9  juillet  1892. 

3.  Centralblatt  f.  Accumulatoren  und  Elementenkunde,  t.  II,  p.  293  et  sui- 
vantes; 1901. 


404  LES  ACGUMUI^TEURS  ÉLECTRIQUES 

Une  positive,  constituée  par  une  lame  de  plomb  laminé,  ayant 
144  centimètres  carrés  de  surface  totale  active,  était  chargée  entre 
deux  négatives  semblables,  à  l'intensité  0,61  ampère.  Dans  les 
deux  éléments,  le  dégagement  d'oxygène  était  très  petit;  après 
dix  minutes,  les  positives  se  recouvraient,  sur  les  bords,  d'une 
couche  brune  sur  laquelle  se  montrait  bientôt  une  couche  blanche. 
L'électrolyte  de  a  se  troublait  rapidement  ;  celui  de  6,  plus   lente- 


2.0 

Y 

"T 

tE 

E    ^ 

£ 

£ 

E 

M 

=5  1,5. 

3» 

C 

a> 

*« 

c 

£3  1,0 

o     ' 

o. 

V 

-o 

, 

•3 

' 

u 

c 

^0.5 

ëo,4 

S  0,3 

0,2 
0.1. 

1 

£ 

0  4  8  12         24         36         46         60         72         84        96         t0& 

Temps  en  heures 

Fio.  149.  —  Variation  de  la  tension  aaodique  pendant 
la  formation  au  nitrate. 

ment.  Un  dépôt  blanc  se  produisait  dans  les  deux  éléments,  plus 
important  dans  a  que  dans  h. 

Analysant  le  peroxyde  formé  après  quarante-sept  heures  de 
charge,  pendant  lesquelles  l'élément  a  a  été  en  court-circuit  par  son 
dépôt,  Tauteur  trouve  que  cette  quantité  correspond  à  0«^^7  pour  a 
et  Sl^^ST  pour  ^,  par  décimètre  carré  de  surface  totale  active. 

Etudiant  de  plus  près  ce  procédé  de  formation,  nous  avons 
reconnu  Tinfluence  des  facteurs  suivants  :  concentration  en  H^SO*, 
concentration  en  HAzO^,  quantité  d'électrolyte,  intensité  du  courant, 
quantité  d'électricité,  température. 

D'une  façon  générale,  lorsqu'on  détermine  la  variation  de  tension 


ÉTUDE  DE  LA  FORMATION  DE  L'ACCUMUIJV.TEUR  AU  PLOMB  405 

anodique  pendant  la  formation,  on  trouve,  comme  l'indique  la 
figure  149,  tracée  à  Taide  d'une  électrode  supplémentaire  en  plomb 
spongieux,  que  cette  tension  croît  brusquement  au  début,  passe  par 
un  maximum,  d*oii  elle  descend  rapidement  d'abord,  plus  lentement 
ensuite,  pour  remonter  progressivement  jusqu'à  une  valeur  constante. 
En  même  temps,  on  voit  la  plaque  se  recouvrir,  dès  le  début,  d'une 
couche  de  sulfate  de  plomb,  qui  se  peroxyde  peu  à  peu  en  commen- 
çant par  les  couches  sous-jacentes  directement  en  contact  avec  le 
plomb.  Le  peroxyde  de  plomb  résultant  a  une  épaisseur  et  une  adhé- 
rence variables  avec  les  conditions. 

Avec  celles-ci  varient  aussi  la  quantité  de  matière  déposée  au  fond 
du  bac  et  sa  composition,  qui  peut  être  du  sulfate  de  plomb  ou  un 
mélange  de  celui-ci  avec  des  écailles  de  peroxyde.  Quant  à  Télectro-  • 
lyte,  sa  composition  varie  aussi,  et  l'analyse  montre  que  la  teneur  en 
acide  nitrique  dimini|e  peu  à  peu;  celui-ci,  en  effet,  se  réduit  au 
pôle  négatif,  en  formant  du  bioxyde  d'azote,  et  le  dégagement 
d'hydrogène  n'apparaît  qu'après  la  disparition  de  la  majeure  partie 
de  l'acide  nitrique  qui  agit  comme  dépolarisant. 

On  peut,  en  opérant  dans  des  conditions  bien  déterminées,  n'avoir 
plus  trace  d'acide  nitrique  à  la  fin  de  la  formation.  Voici  d'ailleurs 
quelle  était,  dans  une  expérience,  la  variation  de  la  teneur  en  acide 
nitrique  (tableau  130)  : 

TABLEAU    130 

Grammes 

Au  début 7,6  AzO^Xa  par  litre 

Après  15,8  heures 1,5  à  2,0  —  — 

—  28         —      0.9  —  — 

—  40         —      0,3  —  — 

—  52         —      0,3  —  — 

—  71         —      0,15  —  — 

—  76  —      (fin).  0,10  —  — 

C*est  au  début  que  la  réduction  de  l'acide  nitrique  est  la  plus 
rapide. 

On  constate  d'ailleurs  que  les  quantités  restantes  sont  d'autant  plus 
élevées  que  les  quantités  initiales  sont  plus  grandes,  et  que  l'hydro- 
gène se  dégage  d'autant  plus  rapidement  qu'il  y  a  moins  de 
nitrate. 

Des  nombreuses  expériences  exécutées  ici,  il  résulte  qu'avec  les 
concentrations  d'acide  sulfurique  comprises  entre  7  et  13^  B.,  et  les 
teneurs  en  nitrate  de  sodium  entre  1^',87  et  ll«%4par  litre,  la  forma- 


406  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQL'ES 

tion  est  :  i*  pour  une  même  quantité  diacide  nitrique,  d'autant  plus 
profonde  que  la  densité  d'acide  sulfurique  est  plus  faible  ;  ^  pour 
une  même  densité  d'acide  sulfurique,  d'autant  plus  profonde  que  la 
quantité  d'acide  nitrique  est  plus  grande. 

Ces  lois  sont  logiques,  puisqu'elles  se  traduisent  toutes  deux  par 

une  augmentation  de  la  concentration  relative  des  ions  AzO^. 

D'autre  part,  la  densité  de  courant  a  une  très  grande  importance, 
et,  dans  les  limites  de  nos  expériences,  nous  trouvions  toujours  que, 
pour  les  mêmes  autres  conditions,  la  formation  était  d'autant  plus 
profonde  que  la  densité  de  courant  était  élevée.  On  peut  attribuer 
ce  fait,  sinon  complètement,  du  moins  en  partie,  au  rôle  de  la 
diffusion  qui  amène  l'acide  nitrique  au  pôle  négatif  où  il  est  réduit 
d'autant  plus  rapidement  (relativement)  que  l'intensité  est  plus 
faible. 

Il  convient  donc  de  choisir  ces  trois  différents  facteurs  de  façon  à 
obtenir,  d'une  part,  une  couche  de  peroxyde  d'épaisseur  suffisante 
pour  assurer  à  la  plaque  sa  capacité,  et  de  ne  pas  attaquer,  d'autre 
part,  le  plomb  sur  une  trop  grande  épaisseur,  car  il  en  résulterait, 
avec  une  trop  grande  capacité  initiale,  une  couche  de  peroxyde  non 
adhérente,  un  abondant  dégôt  de  matière,  une  diminution  de  durée 
de  la  plaque  et  une  déformation  de  celle-ci,  en  même  temps  qu'une 
capacité  très  instable  baissant  rapidement. 

Dans  les  limites  ci-dessus  mentionnées  pour  la  composition  de 
l'électrolyte,  et  pour  des  densités  de  courant  variant  de  0,07  à 
0,11  ampère  par  décimètre  carré  de  surface  totale  active  d'une  posi- 
tive à  grande  surface  ',  les  capacités  obtenues  variaient  de  0,28  à 
1,55  ampère-heure  par  décimètre  carré  de  surface  totale  active  au 
régime  de  0,22  ampère  par  décimètrecarré  de  surface  active.  Dans  le 
dernier  cas,  le  plomb  de  la  plaque  était  très  attaqué,  sa  déformation 
était  très  importante  et  le  dépôt  de  formation  atteignait  près  de 
3  grammes  par  décimètre  carré  de  surface  totale  active. 

Dans  tous  les  cas,  la  formation  est  terminée  quand  la  plaque  ne 
présente  plus  de  parties  blanches  de  sulfate. 

L'influence  de  la  quantité  d'électricité  reçue  est  donnée  par  les 
quelques  chiffres  suivants  (tableau  131),  obtenus  après  des  temps 
variables  de  formation  effectuée  dans  des  conditions  absolument  sem- 
blables. 


1.  Le  rapport  de  la  surface  totale  apparente  à  la  surface  totale  active  était 
égal  à  6. 


ÉTUDE  DE  LA  FORMATION  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  407  * 

TABLEAU    131 


TEMPS 

DB  rORMATIO?! 

en  heures 

CAPACITÉ  SURFACIQUE 

DE  LA    PLAQOB   FORMÉE 

en  amp.-h.  :  dm'i 
de  surface  totale  active 

POIDS  DU  DÉPÔT 

DE    FORMATION 

en  g^rammes  :  dm2 
de  Borface  totale  active 

OBSERVATIONS 

Sl'B    l'état  DBS   PLAQUES    APRÈS   FORMATION 

15,8 

28 

40 

52 

71 

76 

0,32 
0,57 
0,72 
0,97 
1,27 

1,06 

■ 

0,035 
0,053 
0,089 
0,095 
0,173 
0,560 

• 

Plaque  grisâtre,   recouverte    d'un    grand 

nombre  de  points  de  SU^Pb. 
Plaque  plus  foncée,    mais  ayant  encore 

beaucoup  de  S04Pb. 
Le  SO^Pb  diminue. 

La  plaque  n'a  presque  plus  de  SO*Pb. 

Plaque  complètement  brune,  n'ayant  plus 

de  S04Pb. 
Plaque  complètement  brune,  n'ayant  plus 

de  SO*Pb. 

Les  décharges  avaient  lieu  à  0,22  ampère  par  décimètpe  carré  de 
surface  active  et,  dans  chaque  cas,  la  plaque  enlevée  du  bain  de  for- 
mation recevait  une  charge  initiale  dans  l'acide  sulfurique  étendu, 
pur,  de  façon  à  peroxyderle  sulfate  de  plomb  restant. 

Parmi  les  facteurs  qui  influent  sur  cette  opération  si  complexe  de 
la  formation  électrochimique,  la  température  n'est  certainement  pas 
celui  qui  joue  le  rôle  le  moins  important.  Nous  avons  reconnu  qu'on 
obtient  une  formation  d'autant  plus  profonde  du  plomb  doux  que  la 
température  est  plus  basse.  A  titre  d'exemple,  nous  mentionnons, 
dans  le  tableau  132,  les  capacités  fournies  par  trois  plaques  formées 
dans  des  conditions  absolument  identiques,  sauf  en  ce  qui  concerne 
la  température.  Le  régime  de  décharge  était  0,21  ampère  par  déci- 
mètre carré  de  surface  totale  active. 


TABLEAU     432 

NUMÉROS 

DES      PLAQUES 

TEIPCUTUU  de  rOMATIOX 
en  degrés  C. 

CàPiCITÉ  SClFiClQOE 

enamp-h.  :  dm'^ 

de    surface    active 

DÉPÔT  DE  FORMATION 

en    p-ammes  :    dm*-* 

de  surface  active 

1 

2 
3 

40 
27 
13 

0,274 
0,695 
0,905 

0,062 
0,144 
0,4.30 

Comme  cm  le  voit,  entre  les  limites  relativement  faibles  13  à 
40°  C,  la  capacité  des  plaques  formées  peut  varier  dans  le  rapport 
3,3  à  1. 


408  LES  ACCUMUI^TEURS  ÉLECTRIQUES 

La  dimination  de  température  peut  agir,  en  effet,  comme  une  aug- 
mentation de  concentration  en  acide  nitrique,  par  suite  de  Fénorme 
influence  de  la  température  sur  la  diffusion.  On  sait  que  celle-ci  se 
fait  d'autant  plus  facilement  que  la  température  est  élevée;  il  en 
résulte  que  c'est  aux  températures  les  plus  basses  que  la  diffusion  de 
Tacide  nitrique  au  pôle  négatif  et  sa  réduction  en  bioxyde  d'azote  se 
feront  le  plus  lentement,  ce  qui  revient  à  dire  que  c'est  dans  ces 

conditions  que  les  ions  AzO' agiront  le  plus  longtemps  à  la  positive. 

Les  différentes  actions  que  nous  avons  étudiées  pour  la  formation 
à  l'acide  nitrique  sont  générales,  et  on  les  retrouve  avec  les  autres 
formations  électrochimiques,  dans  lesquelles  le  sel  oxydant  ajouté 
est  susceptible  d'être  réduit  au  pôle  négatif. 

Parmi  les  substances  dont  on  additionne  l'acide  sulfurique  étendu, 
on  peut  citer  les  chlorates  ^  et  les  perchlorates^. 

Franz  Peters  ^  a  étudié  la  formation  au  chlorate.  Dans  une  pre- 
mière expérience,  il  se  servait  d'un  liquide  renfermant,  pour  i  litre 
d'eau,  3'',5  de  chlorate  de  potassium,  50  grammes  de  sulfate  d'am- 
moniaque et  70  grammes  d'acide  sulfurique  à  50  0/0  (la  densité  du 
liquide  était  1,040).  La  formation  était  terminée  après  qua- 
rante-six heures  de  charge  à  la  densité  de  courant  d'environ 
0,43  ampère  par  décimètre  carré  de  surface  totale  active.  La  quan- 
tité de  peroxyde  formé  atteignait  environ  18^%6  par  décimètre  carré 
de  surface  active  et  le  dépôt  1^%28  par  décimètre  carré. 

Avec  une  autre  solution  renfermant  0^%i  de  chlorate  de  potassium, 
16  grammes  de  sulfate  de  soude,  et  légèrement  acidulée  sulfurique 
(la  densité  du  liquide  était  1,002),  il  trouvait  une  attaque  beaucoup 
plus  profonde  du  plomb,  après  charge  de  47,5  heures  à  la  même 
densité  de  courant  que  ci-dessus  ;  le  dépôt  était  très  abondant,  les 
négatives  se  recouvraient  de  plomb  spongieux,  et  l'électrolyte  deve- 
nait un  peu  alcalin  et  trouble.  La  quantité  totale  de  peroxyde 
formé  (y  compris  le  dépôt)  s'élevait  à  24^%8  par  décimètre  carré  de 
surface  active. 

Dans  une  troisième  expérience,  le  liquide  renfermant  par  litre 
d'eau  6'^6  de  chlorate  de  potassium  et  50  grammes  de  bisulfate  de 
potassium  (densité  de  ce  liquide,  1,037),  après  quarante-six  heures 
de  charge  à  0,43  ampère  par  décimètre  carré,  le  plomb  était  pro- 

1.  Paul  Schoop  :  brevet  anglais  1513,  du  14  mai  1890. 

2.  Lorenz  Lucas  :  brevet  allemand  90446,  du  18  juin  1896. 

3.  Centralblatl  f.  Accumulatoren  und  Elemenlenkunde^  t.  II,  p.  293  et  sui- 
vantes ;  1901. 


ÉTUDE  DE  LA  FORMATION  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  409 

fondement  attaqué;  la  quantité  de  peroxyde  formé  correspondait 
à  22«%2  par  décimètre  carré,  et  le  dépôt  à  l«^03  par  décimètre  carré 
de  surface  active. 

Avec  le  perchlorate  de  potassium,  Fr.  Peters  n'a  essayé  qu'une 
solution  renfermant  15  grammes  de  perchlorate,  et  13  grammes 
d'acide  sulfurique  concentré  pour  1  litre  d*eau  ;  la  densité  de  cette 
solution  était  égale  à  1,015.  Dans  les  mêmes  conditions  décharge 
que  précédemment,  il  constatait  que  la  positive  se  recouvrait  d'une 
couche  blanche  dont  l'épaisseur  augmentait  très  rapidement,  tandis 
que  Télectrolyte  se  troublait  et  qu'une  abondante  formation  de  plomb 
spongieux  se  formait  aux  négatives.  Après  la  fin  de  Tessai,  les 
positives  présentaient  d'abondants  amas  blancs,  et  le  peroxyde 
tenait  très  mal. 

Comme  autres  substances  employées  dans  le  même  but,  signalons 
les  acides  chlorhydrique  et  fluorhydrique  ou  les  chlorures  et  fluo- 
rures. Dans  ces  cas,  Télimination  progressive  se  fait  non  par  réduc- 
tion au  pôle  négatif,  mais  par  électrolyse  directe  des  gaz  Cl  ou  FI 
au  positif. 

On  a  employé  également  les  nitrites  ^^  les  bichromates  ^,  les  per- 
manganates', etc. 

Fr.  Peters  a  expérimenté  ces  derniers,  en  composant  sa  solution 
de  24  centimètres  cubes  d'acide  sulfurique  concentré  et  0^^1083  de 
permanganate  de  potassium  pour  1  litre  d'eau  ;  la  densité  était  1,023 
à  17*  C.  Il  chargeait  à  0,43  ampère  par  décimètre  carré  de  surface 
totale  active.  La  positive  devenait  brune  quelques  minutes  après 
fermeture  du  circuit.  Après  vingt-huit  heures,  l'électrolyte  n'était 
plus  que  faiblement  coloré  ;  aussi  rajoutait-on  0«%032o  de  perman- 
ganate. 

Après  quarante-sept  heures  et  demie,  la  coloration  avait  de  nou- 
veau disparu,  et  la  positive  était  recouverte  d'une  couche  unie  brun 
grisâtre.  I/analyse  montrait  que  la  quantité  de  PbO'  formé  était  de 
0«',461  par  décimètre  carré  de  surface  active  supérieure  à  celle 
(0»'',14  à  0^',15)  trouvée  pour  la  formation  dans  l'acide  sulfurique  pur. 
Dans  la  petite  quantité  de  matière  déposée,  on  retrouvait  un  peu  de 
bioxyde  de  manganèse. 

1.  Henry- William  Handcock  et  Alfred  Herbert  Dykes  :  brevet  anglais  1204,  du 
16  janvier  1897. 

2.  Thomas  et  Charles  Cuttriss  :  brevet  anglais  2135,  du  6  mai  1882. 

3.  Ludwig  Kpstein  :  breyet  anglais  2807,  du  14  juin  1882;  —  W.  Schâfer  et 
A.  Heinemann  :  brevet  anglais  17566,  du  15  septembre  1894,  et  brevet  allemand 
80420,  du  18  août  1893. 


4i0  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Comme  composés  du  chrome,  Fr.  Peters  a  employé  le  bichro- 
mate et  Talun  de  chrome.  Une  première  solution  renfermait 
20  grammes  de  bichromate  de  potassium  et  12  centimètres  cubes 
d'acide  sulfurique  concentré,  par  litre.  Dans  une  deuxième  solution, 
les  20  grammes  de  bichromate  étaient  remplacés  par  20  grammes 
d'alun  de  chrome.  La  densité  était  égale  à  1,021 . 

A  la  densité  de  courant  0,43  ampère  par  décimètre  carré  de  sur- 
face active,  les  positives  prenaient  bientôt  une  faible  coloration  fon- 
cée, pendant  que  Télectrolyte  devenait  rouge  sombre  et  opaque. 
L'analyse  indiquait  pour  les  quantités  de  peroxyde  formé  après 
47,5  heures  : 

0,216  gr.  par  décim.  carré  de  surface  active  pour  la  première  solution 
0,188  —  —  —  —       deuxième       — 

valeurs  faibles,  quoiqu'un  peu  supérieures  à  celles  obtenues  dans 
Tacide  pur. 

Les  acides  organiques,  tels  que  les  acides  formique  et  acétique  ^ , 
accélèrent  aussi  la  formation  en  donnant  par  électrolyse  des 
anions  qui  attaquent  le  plomb  et,  en  présence  de  Tacide  sulfurique , 
produisent  une  couche  superficielle  de  sulfate.  Pendant  cette  élec- 
trolyse, il  y  a  dégagement  d'acide  carbonique  au  positif  ;  dans  le 
cas  de  l'acide  formique,  par  exemple,  deux  radicaux  électro-négatifs 
HCO^  s'unissent  pour  reformer  l'acide  formique  H.CO^H,  et  CO^  se 
dégage. 

En  utilisant  un  électrolyte  renfermant  par  litre  24  centimètres 
cubes  d'acide  sulfurique  concentré  et  20  centimètres  cubes  d'acide 
formique  de  densité  1,06,  la  densité  du  liquide  étant  alors  égale  à 
1,023  à  17°  C,  Fr.  Peters  a  obtenu  les  résultats  suivants  :  en  char- 
geant à  0,43  ampère  par  décimètre  carré  de  surface  active,  la  positive 
devenait  brune  après  quelques  minutes  ;  après  vingt-quatre  heures, 
de  grandes  écailles  se  détachaient  de  la  plaque  et  mettaient  l'élé- 
ment en  court-circuit  ;  de  plus,  des  parties  dures,  grises  se  déta- 
chaient aussi  des  négatives.  Après  48,5  heures,  il  y  avait  au  fond  du 
vase  un  dépôt  renfermant  du  plomb  et  du  peroxyde.  La  quantité  de 
peroxyde  formé  sur  la  positive  était,  d'après  l'analyse,  de 
4»',447  par  décimètre  carré  de  surface  active,  valeur  très  supérieure 
à  celle  de  la  formation  dans  l'acide  sulfurique  pur. 

1.  Swinburne,  Elektrotechn.  Zeitschr.,  t.  VIII,  p.  34;  1887;  —  Ludwig  Epstein  : 
brevet  anglais  3oO,  du  8  janvier  4890  ;  —  L.  GueUow  :  brevet  anglais  19846,  de  1897  ; 
—  G.-W.  Harriset  R.-J.  Holland  :  brevet  anglais  25J,  de  1897. 


ÉTUDE  DE  LA  FORMATION  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  411 

Avec  Tacide  acétique,  Fr.  Peters  a  essayé  trois  solutions  diffé- 
rentes :  1°  6  centimètres  cubes  d'acide  sulfurique  concentré  et  4  cen- 
timètres cubes  d'acide  acétique  à  90  0/0  par  litre  d'eau.  Den- 
sité :  1,004  ; 

2*  24  centimètres  cubes  d'acide  sulfurique  concentré  et  10  centi- 
mètres cubes  d'acide  acétique  (dont  6  au  début  et  4  le  lendemain) 
par  litre  d'eau.  Densité:  1,022  ; 

3®  24  centimètres  cubes  d'acide  sulfurique  et  14  centimètres  cubes 
d'acide  acétique  (dont  6  centimètres  cubes  au  début,  4  centimètres 
cubes  après  quatre  heures  et  4  centimètres  cubes  après  vingt-trois 
heures)  par  litre  d'eau. 

On  chargeait  à  la  densité  de  courant  0,43  ampère  par  décimètre 
carré  de  surface  active.  La  positive  devenait  brune  dès  le  début,  puis 
il  se  formait  des  bandes  blanches  de  sulfate  de  plomb  qui  se  peroxy- 
daient ensuite;  le  liquide  se  troublait  et  déposait  du  sulfate  de  plomb  ; 
avec  le  deuxième  liquide^  même,  il  se  formait  du  plomb  spongieux 
aux  négatives.  Dans  tous  les  cas,  le  plomb  était  profondément  atta- 
qué et  les  quantités  de  peroxyde  formées  après  quarante-sept  heures 
de  charge  étaient  égales  à  : 

21,6  grammes  par  décim.  carré  de  surface  active  pour  la  solution   1 
26,3  _  _  _  —  2 

27,9  _  -.  «-  _  3 

La  quantité  de  peroxyde  augmente  donc  avec  la  proportion  d'acide 
acétique  ajouté. 

Dans  une  autre  expérience,  en  employant  comme  électrolyte  une 
solution  de  60  grammes  de  sulfate  d'ammoniaque  dans  1  litre  d'eau 
et  en  ajoutant  14  centimètres  cubes  d'acide  acétique  à  90  0/0,  dont 
6  centimètres  cubes  au  commencement  de  l'essai,  4  centimètres  cubes 
après  quatre  heures  et  4  centimètres  cubes  après  vingt-trois  heures, 
la  plaque  positive  devenait  brune  trois  minutes  après  fermeture  du 
circuit  ;  un  dépôt  gris  blanchâtre  se  formait  au  fond  du  bac.  Après 
lavage  à  l'eau,  à  la  fin  de  la  formation,  la  positive  présentait  de 
nombreuses  taches  blanches,  et  le  plomb  était  très  aminci.  L'analyse 
indiquait  une  quantité  de  peroxyde  formée  de  24f',07  par  ampère- 
heure  après  passage  de  20  ampères-heures  par  décimètre  carré 
de  surface  active. 

D'autres  substances  organiques  ont  encore  été  utilisées  pour  accé- 
lérer la  formation.  Dans  le  cas  des  alcools  *,  il  y  a  d'abord  formation, 

1.  Ludwig  Epstein  :  brevet  anglais  2807,  du  14  juin  1882. 


412  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

à  Tanode,  de  Taldéhydc,  puis  ensuite  de  Tacide  correspondant,  et 
c^est  probablement  cet  acide  qui  agit,  comme  on  Ta  vu  pour  Tacide 
acétique. 

Après  une  charge  de  48,5  heures  à  0,44  ampère  par  décimètre 
carré  de  surface  active,  Fr.  Peters  a  obtenu  une  quantité  de  peroxyde 
formée  de  O^^^S  par  décimètre  carré  avec  une  solution  composée  de 
1  litre  d'eau,  24  centimètres  cubes  d'acide  sulfurique  concentré  et 
50  centimètres  cubes  d'alcool  méthylique,  la  densité  de  cette  solu- 
tion étant  égale  à  1,005  à  17*»  C. 

Une  deuxième  solution  renfermant  500  centimètres  cubes  d'acide 
sulfurique  de  densité  1,152  et  50  grammes  d'alcool  éthylique  absolu, 
de  densité  1,133  avant  et  1,147  après  l'essai,  donnait  un  poids  de 
peroxyde  de  1*',06  par  décimètre  carré  de  surface  active  après 
charge  de  46,5  heures  à  0,40  ampère  par  décimètre  carré. 

En  remplaçant  l'alcool  par  Thydroxylamine,  le  même  auteur 
obtenait,  après  48,5  heures  de  charge  à  0,44  ampère  par  décimètre 
carré,  un  poids  de  peroxyde  de  6^% H  par  décimètre  carré  de  sur- 
face active  pour  un  bain  renfermant,  pour  1  litre  d'eau,  24  centimètres 
cubes  d'acide  sulfurique  concentré  et  10  grammes  de  sulfate  d'hy- 
droxylamine,  d'une  densité  égale  à  1,03. 

H.  Beckmann*  effectue  la  formation  dans  l'acide  sulfureux  ou  dans 
un  mélange  d'acide  sulfurique  et  d'un  sulfite  alcalin,  il  est  probable 
que  dans  ce  cas  l'accélération  de  la  formation  est  due  à  ce  que  le 
peroxyde  est  réduit  par  l'acide  sulfureux  avec  formation  de  sulfate 
de  plomb.  La  présence  de  l'acide  sulfureux,  qui  se  transforme 
ensuite  en  acide  sulfurique  par  l'électrolyse,  a  ainsi  pour  effet  de 
retarder  la  précipitation  des  ions  PbO^,  qui  ne  s'effectue  que  lorsque 
le  plomb  est  sulfaté  sous  une  certaine  épaisseur.  Ce  procédé  ne 
laisse  évidemment  pas  d'impuretés  dans  l'électrolyte,  l'acide  sulfu- 
reux étant  transformé  en  acide  sulfurique. 

L'addition  à  l'acide  sulfurique  de  glucose,  d'acide  oxalique  *  doit 
agir  également  en  retardant  la  précipitation  des  ions  PbO*,  comme 
dans  le  cas  de  l'acide  sulfureux. 

Avec  tous  ces  différents  procédés,  la  formation  n'agit  que  sur  la 
plaque  positive.  Pour  obtenir  la  plaque  négative,  on  soumet  simple- 
ment à  la  réduction  par  le  courant  la  positive  après  sa  formation 
électrochimique. 


1.  Éclairage  électrique,  t.  XXV,  p.  47,  6  octobre  4900;  brevet  allemand  110228. 

2.  Lejeune  :  brevet  français  321453,  du  11  septembre  1902. 


i 


ÉTUDE  DE  LA  FORMATION  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  413 

Schoop  forme  directement  par  voie  électrochimiqae  la  négative 
en  chargeant  dans  une  solution  à  5  0/0  de  sulfate  de  mercure  ;  la 
cathode  se  recouvre  alors  d'une  couche  d'amalgame  de  plomb  ;  en 
changeant  le  sens  du  courant,  Tamalgame  est  d'abord  détruit,  et  il 
reste  le  plomb  spongieux.  Dans  ce  cas,  il  suffit  de  charger  la  plaque 
comme  positive  pour  la  peroxyder. 

3®  Formation  après  traitement  chimique. — Afin  d'obtenir  une  épais- 
seur suffisante  de  matière  active  sur  les  plaques  en  plomb'  doux,  on 
peut  former  aux  dépens  du  plomb,  par  une  action  purement  chi- 
mique, un  oxyde  ou  un  sel  de  plomb  que  l'on  transforme  soit  en 
peroxyde,  soit  en  plomb  spongieux  par  une  charge  unique  dansl'eau 
acidulée  sulfuriqne. 

Planté  ^  effectuait  une  attaque  préalable  en  plongeant  les  plaques 
dans  de  l'acide  nitrique  étendu  de  la  moitié  de  son  volume  d'eau.  En 
chargeant  ensuite  dans  l'acide  sulfurique  étendu,  il  constatait  que  la 
formation  se  faisait  beaucoup  plus  rapidement  que  lorsqu'on  n'a  pas 
recours  à  cette  attaque.  11  expliquait  d'ailleurs  cette  action  unique- 
ment par  l'augmentation  de  porosité  du  plomb  ainsi  traité. 

Ludwig  Epstein  ^  traitait  les  plaques  par  une  solution  très  étendue 
(1  0/0)  d'acide  nitrique  ;  il  chauffait  ensuite  à  l'ébullition  jusqu'à  ce 
que  les  plaques  aient  pris  un  aspect  gris.  La  couche  superficielle, 
adhérente  et  insoluble  dans  l'éleclrolyte,  était  ensuite  transformée 
en  peroxyde  ou  en  plomb  spongieux  par  charge  dans  l'acide  sulfu- 
rique. 

Le  plomb  soumis  dans  ces  conditions  à  l'action  de  l'acide  nitrique 
étendu  à  1  0/0  se  recouvre  d'une  couche  adhérente  de  nitrosonitrate 
de  plomb,  sel  très  peu  sohible  dans  l'eau. 

L'action  du  nitrate  de  plomb  sur  le  plomb  métallique  fournit 
d*ailleurs  des  sels  plus  ou  moins  complexes,  suivant  les  conditions 
de  concentration  et  de  température  '. 

Les  principaux  sels  qu'on  peut  ainsi  obtenir  sont  : 

1®  Le  nitrosonitrate  diplombique  : 

^^[  Pb  .  PbO  en  lamelles  jaunes, 

lorsqu'on  chauffe  vers  75^*0.  dans  une  solution  assez  concentrée  de 
nitrate  de  plomb  ; 

1.  Note  à  r Académie  des  Sciences,  28  août  1882. 

2.  Brevet  anglais  330,  du  8  janvier  1890. 

3.  Dictionnaire  de  Wurlz,  t.  II,  p.  1083. 


414  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

2®  Le  dinitrosonitrate  heptaplombique  : 

:     03(1!  ^^*   •    5PbO  en  prismes  orange, 

en  chauiTant  à  Tébullition  dans  une  solution  étendue  de  nitrate  de 
plomb  ; 

3<»  L'azotite  tétraplombique  (AzO^)*  Pb  .  3PbO,  sel  rose,  en  trai- 
tant le  plomb  par  une  solution  concentrée  de  nitrate  de  plomb,  à 
TébuUition. 

Tous  ces  sels  sont  très  peu  solubles,  et  leur  solubilité  diminue  à 
mesure  que  la  proportion  d'oxyde  augmente. 

La  charge  de  formation  les  transforme  en  peroxyde  et  plomb 
spongieux  après  passage  àTétat  de  sulfate  de  plomb  sous  Tinfluence 
de  Tacide  sulfurîque  * . 

Schulze  obtient  une  couche  superficielle  de  sulfure  de  plomb  en 
soumettant  la  plaque,  recouverte  de  fleur  de  soufre,  à  l'action  de  la 
température.  Le  sulfure  de  plomb  se  transforme  en  sulfate  dans  le 
liquide  de  formation,  et  le  soufre  est  éliminé  à  Tétat  de  H^S,  SO^  et 
ensuite  H^SO^ 

On  peut  aussi  produire  une  couche  suffisamment  épaisse  de  sul- 
fate de  plomb  en  chargeant,  comme  Ta  préconisé  PoUak*,  la  plaque 
de  plomb  au  pôle  positif  en  ne  dépassant  pas  2  volts  ;  on  sait  que 
dans  ces  conditions,  la  tension  correspondante  à  la  séparation  des 

ions  PbO^  n'étant  pas  atteinte,  il  ne  se  forme  que  du  sulfate  de 
plomb.  Pollak  réalise  cette  condition  en  mettant  en  court-circuit  la 
plaque  à  former  avec  des  positives  d'accumulateur  bien  chargées, 
dans  l'acide  étendu.  Afin  d'avoir  une  couche  de  sulfate  suffisamment 
épaisse,  on  chauffe  à  40-60^  C,  de  façon  à  favoriser  la  diffusion  de 
l'acide  sulfurique  au  travers  du  sulfate  déjà  formé.  Une  seule  charge 
suffît  ensuite  pour  transformer  en  plomb  spongieux  ou  en  peroxyde 
le  sulfate  de  plomb  '. 

Wuillot  *  soumet  d'abord  les  plaques  à  l'action  de  l'acide  carbo- 


i.  11  est  probable  que  les  acides  nitreux  et  nitrique  mis  en  liberté  agissent  à 
leur  tour  électrochimiquement  et  augmentent  Tépais^eur  de  la  couche  de  ma- 
tière active. 

2.  Brevet  allemand  9166. 

3.  D'après  Pollak,  on  pourrait  ainsi  former  complètement  en  trente-six  heures 
du  plomb  de  0'"'",3  d'épaisseur. 

4.  Eclairage  électrique^  t.  111,  p.  77. 


ÉTUDE  DE  lA  FORMATION  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB  415 

nique,  de  façon  à  former  une  couche  de  carbonate  de  plomb,  qui  est 
ensuite  soumise  à  Faction  du  courant. 

Reckenzaun  *  dépose  sur  la  plaque  une  couche  d'oxyde  poreux 
brun  ou  jaune  en  le  reliant  au  pôle  positif  ou  au  négatif  et  en  le  sou- 
mettant à  Taction  d'une  série  d'étincelles  électriques. 

4'  Formation  par  dépôt  ëlectroly tique, —  Y>^tis  ce  procédé,  le  plomb 
de  la  plaque  n'est  aucunement  attaqué  et  ne  fait  que  servir  de  sup- 
port à  la  matière  active  déposée  électrolytiquement  par  décomposition 
d'un  sel  de  plomb.  En  1882,  Planté^  avait  déjà  indiqué  cette  voie 
pour  la  formation,  mais  n'était  pas  arrivé  à  un  résultat  favorable. 

De  Montaud  a  appliqué  ce  principe  en  électrolysantune  solution  de 
plombite  de  potassium  à  la  température  de  1 00"^  et  avec  une  densité  de 
courant  d'environ  6  ampères  par  décimètre  carré  de  surface  active. 
La  formation  se  fait  ainsi  très  rapidement  (quinze  à  trente  minutes), 
et  la  positive  se  recouvre  de  peroxyde  adhérent,  tandis  que  sur  la 
négative  se  dépose  le  plomb  sous  la  forme  spongieuse. 

Schoop  électrolyse  une  solution  de  sulfate  de  plomb  dans  le  tnr- 
trate  d'ammoniaque  et  obtient  ainsi  du  peroxyde  adiiérent  sur  la 
positive  et  du  plomb  spongieux  sur  la  négative. 

Brusch  ^  place  le  support  à  former  dans  une  solution  d'acétate,  de 
nitrate  ou  de  sulfate  de  plomb  (dissous  dans  du  sel  marin,  d'ammo- 
niaque, etc.),  et  il  le  relie  à  une  plaque  de  zinc  de  façon  à  former  un 
couple  sous  l'action  duquel  du  plomb  spongieux  se  dépose  sur  le 
support. 

Dujardin  forme  ses  plaques  positives  en  électrolysant  l'azotate  de 
plomb  alcalin;  il  obtient  ainsi  un  dépôt  adhérent  de  peroxyde. 

D'une  façon  générale,  si  avec  ces  procédés  on  réussit  à  produire 
sur  la  positivé  une  couche  suffisamment  homogène  et  adhérente  de 
matière  active,  il  n'en  est  pas  de  même  à  la  négative,  où  le  plomb  se 
dépose  très  mal  sous  la  forme  spongieuse. 

1.  Lumière  électrique,  t.  XLV,  p.  232. 

2.  Note  à  l'Académie  des  Sciences,  28  août  1882. 

3.  Les  Accumulateurs  électriques  Loppé,  p.  94. 


CHAPITRE  XIV 

ÉTUDE  DES  AGCUMULATEURS  AUTRES  QUE  LE  COUPLE  RÉVERSIBLE 
PEROXYDE  DE  PLOMB-ACIDE  SULFURIQUE-PLOMB 


Accumulateur  au  plomb  avec  sulfates  alcalins  comme  électrolyte.  — 
On  a  quelquefois  proposé  de  remplacer  Tacide  sulfurique  dans  Taccu- 
mulateurau  plomb  par  les  sulfates  alcalins  :  sulfate  de  potassium,  de 
sodium  ou  d'ammonium. 

Lorsqu'on  opère  ce  remplacement,  on  n'obtient  pas,  comme  cer- 
tains auteurs  l'ont  prétendu,  un  fonctionnement  semblable  à  celui  de 
l'accumulateur  ordinaire.  L'élément  ne  se  comporte  comme  ce  der- 
nier, et  encore  avec  une  capacité  réduite,  que  lorsqu'on  n'a  pas  com- 
plètement enlevé  les  portions  d'acide  sulfurique  qui  restent  dans  les 
pores  de  la  matière  active. 

Ayant  pris  soin  de  débarrasser  les  plaques  de  toute  trace  d'acide, 
nous  avons  comparé  les  fonctionnements  d'un  même  élément,  d'abord 
dans  l'acide  sulfurique  et  ensuite  dans  le  sulfate  d'ammoniaque. 
L'acide  employé  était  à  la  concentration  24°  B.,  la  dissolution  de  sul- 
fate d'ammoniaque  à  25*^  B.  renfermait  sensiblement  la  même  quan- 
tité de  SO*  que  l'acide.  Les  plaques  étaient  d'un  type  à  pastille 
unique  encadrée,  de  5  millimètres  d'épaisseur.  Les  courbes  de  la 
figure  150  indiquent  les  résultats  obtenus  :  les  courbes  e  -}-  se  rap- 
portent à  la  tension  anodique  et  les  courbes  e  —  à  la  tension 
cathodique,  mesurées  avec  électrode  supplémentaire  en  plomb 
spongieux.  Les  courbes  de  gauche  sont  relatives  à  la  décharge,  et 
celles  de  droite,  à  la  charge  suivante.  On  effectuait  d'abord  les 
essais  1  dans  l'acide  sulfurique,  puis  successivement  les  essais  II  et 
m  dans  le  sulfate  d'ammoniaque.  Les  régimes  de  décharge  et  de 
charge,  qui  étaient  semblables,  étaient,  comme  on  voit,  des  régimes 


agcumi;latei:rs  divers 


4i7 


lents  (0,65  ampère  par  décimètre  carré  de  surface  totale  active). 
Les  courbes  de  la  première  décharge  I  sont  celles  qui  ont  été  étu- 
diées dans  les  chapitres  précédents  ;  elles  montrent  la  capacité  limi- 
tée par  la  positive.  Dans  le  sulfate  d'ammoniaque,  le  fonctionnement 
est  tout  à  fait  dilTérent,  et  si,  au  début,  la  tension  aux  bornes  (diffé- 


2.40 
2^0. 
2.00, 
1.80, 
».60, 
1.40^; 

i.za 

1.00 
0.Ô0 
0.60 

0,40, 
0.20. 


0.00 


l 


Décharge 


Charge 


-**Si 


^,..-'"     6-ttl  — ^"'^  Temps   en  heures 

:'-'- ""^ri"  '  *  ^'^        0       2       ♦       6       6      10      12      U      16      18 


D     2       4       6      8      10    12      14  ^ 
Temps  tn  heures 


.  0.20, 

-0.4Q 

FiG.  150.  —  Fonclioanement  comparatif  d*ua  élément  avec  acide  sulfurique 
et  avec  sulfate  alcalin. 


rences  entre  «  +  et  e  — )  est  voisine  de  celle  donnée  par  Tacide,  elle 
s*en  éloigne  très  rapidement  pour  tomber  à  0,80  volt  environ,  puis 
plus  lentement  ensuite  jusqu'à  0. 

Comme  on  peut  le  constater  d'après  la  figure,  c'est  la  positive  qui 
est  la  cause  principale  de  cette  différence  ;  le  fonctionnement  de  la 
négative  diffère  relativement  peu  dans  les  deux  cas.  C'est  que,  pen* 
dant  la  décharge  dans  le  sulfate  d'ammoniaque,  la  négative  seule.se 
sulfate  comme  dans  Tacide  sulfurique,  tandis  qu'il  se  dégage  de 
l'ammoniaque. 

Le  peroxyde  de  la  positive  se  réduit  seulement  à  l'état  d'oxyde 
inférieur  dont  une  partie  passant  dans  Télectrolyte  se  dépose  à  la 
charge  suivante  sous  forme  de  plomb  spongieux  sur  la  négative, 
pendant  qu'une  autre  partie,  à  l'état  d'hydrate  floconneux,  se  dépose 
au  fond  du  bac  (ce  qui  explique  la  dégradation  rapide  des  plaques). 
Par  suite  de  la  sulfatation  de  la  négative,  avec  dégagement  d'ammo- 

27 


418  l-ES  A.CCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

niaque,  le  liquide  devient  fortement  basique  pendant  la  décharge.  A 
la  charge  suivante,  le  sulfate  de  plomb,  qui  se  réduit  en  plomb  spon- 
gieux à  la  négative,  libère  de  Tacide  sulfurique  qui  se  recombine  à 
l'ammoniaque  libre;  mais,  une  partie  de  celle-ci  s'étant  dégagée  dans 
Tatmosphère,  le  liquide  redevient  acide,  et  son  acidité  augmente 
d'une  charge  à  la  suivante.  C'est  pour  cette  raison  qu'à  la  deuxième 
décharge  (III)  dans  le  sulfate  d'ammoniaque,  la  courbe  e  —  III  se 
rapproche  de  e  —  I,  pendant  que  e  -}-  HI  possède  une  partie  initiale 
plus  longtemps  voisine  dee  -}-  I  que  e  +  II. 

A  la  fin  de  la  décharge,  la  force  électromotrice  dans  le  sulfate 
d'ammoniaque  reste  sensiblement  constante  à  0,85  volt  aux  bornes 
(0,86  à  la  positive  et  0,01  à  la  négative),  pendant  qu'elle  atteint 
1,84  volt  (1,84  à  la  positive,  0,00  à  la  négative)  comme  valeur  cons- 
tante à  la  fin  de  la  charge. 

Dans  le  cas  où  on  emploie  les  sulfates  de  potassium  ou  de  sodium, 
les  bases  n'étant  pas  volatiles,  le  liquide  n'a  plus  de  raison  de  deve- 
nir acide.  11  tend  même  à  devenir  alcalin  par  suite  de  la  petite  quan- 
tité d'acide  sulfurique  qui  reste  combinée  en  sulfate  de  plomb  à  la 
négative  ou  dans  le  dépôt  de  matière  au  fond  du  bac. 

Accumulateurs  à  électrolyte  acide  sulfurique.  —  1*^  Accumulateur 
peroxyde  deplomb  \  acide  sulfurique  |  zinc,  —  Ce  couple  ne  diffère 
de  l'accumulateur  ordinaire  au  plomb  que  par  le  remplacement,  à  la 
plaque  négative,  du  plomb  spongieux  par  le  zinc.  Les  réactions  chi- 
miques qui  se  produisent  pendant  le  fonctionnement  sont  semblables 
à  celles  de  l'accumulateur  au  plomb  et  peuvent  se  traduire  par  réqua7 
tion: 

Zn  +  2H2SO'  +  Pb02  :^  ZnSO»  +  PbSO^  +  2H20. 

Tout  ce  que  nous  avons  vu  à  propos  de  la  théorie  de  l'accumulateur 
au  plomb  s'applique  ici  pour  la  positive  ;  le  fonctionnement  de  la 
négative  est  essentiellement  dilTérent,  car  le  sulfate  de  zinc  formé  se 
dissout  alors  que  le  sulfate  de  plomb  était  insoluble. 

La  force  électromotrice  est  plus  élevée  d'environ  0,3  volt,  grâce 
au  plus  grand  dégagement  de  chaleur  de  sulfatation  du  zinc  par  rap- 
port au  plomb. 

Au  début  de  la  décharge,  la  courbe  de  force  électromolrice 
présente  un  coup  de  fouet  avec  des  valeurs  de  2,8  à  2,5  volts  ;  pen- 
dant la  partie  stable  qui  vient  ensuite,  la  force  électromotrice  se 
maintient  à  une  valeur  comprise  entre  2,4  et  2,3  volts.  Le  crochet  se 


ACCUMULATEURS  DIVERS  419 

produit  alors,  annonçant  la  fin  de  la  décharge  utilisable.  Cependant, 
si  on  continue  la  décharge,  on  constate  que  la  courbe,  après  le  cro- 
chet, ne  tombe  pas  à  0,  mais  qu'elle  se  maintient  pendant  très  long- 
temps à  une  force  électromotrice  comprise  entre  0,6  et  0,4  volt.  Cette 
période,  plus  longue  que  la  première,  se  termine  à  son  tour  par  une 
chute  brusque  à  0. 

Pendant  la  décharge  utilisable,  les  réactions  sont  bien  données  par 
Téquation  ci-dessus.  Mais,  si  on  suppose  qu'à  la  fin  de  cette  décharge, 
la  positive  étant  épuisée,  il  y  a  encore  un  excès  de  zinc,  un  nouveau 
coupk  peut  entrer  en  fonctionnement,  le  sulfate  de  plomb  faisant 
fonction  d'électrode  positive  et  donnant  avec  le  zinc  dans  Facide  sul- 
furique  une  force  électromotrice  d'environ  0,5  volt.  La  réaction  de 
décharge  correspondant  à  ce  nouveau  couple  peut  se  traduire  par 
l'équation  : 

Zn  +  H2S0*  +  PbSO»  =  ZnSO»  +  H2S0*  +  Pb, 

de  telle  sorte  que  la  positive,  complètement  déchargée,  passe  à  l'état 
de  plomb  spongieux. 

En  outre  deTaugmentation  de  la  force  électromotrice,  l'accumulateur 
au  zinc  donne  sur  celui  au  plomb  l'avantage  d'une  plus  grande  capa- 
cité spécifique,  car  l'équivalent  électrochimique  du  zinc  est  très 
inférieur  à  celui  du  plomb.  Ainsi,  tandis  qu'il  faut  théorique- 
ment 3»%86  de  plomb  par  ampère-heure,  il  suffit  d'engager 
1»%21  de  zinc  pour  produire  la  même  quantité  d'électricité.  Si 
on  joint  à  cela  que  le  coefficient  d'utilisation  est  plus  élevé  dans 
le  cas  du  zinc,  par  suite  de  la  dissolution  du  métal  épuisé,  on  voit 
que,  pour  la  même  capacité,  les  cathodes  en  zinc  pourront  être,  théo- 
riquement, de  poids  très  inférieur  à  celles  en  plomb. 

Ces  deux  premiers  avantages  se  traduisent  finalement  par  une 
augmentation  de  l'énergie  spécifique,  point  très  appréciable  dans  les 
accumulateurs. 

Le  rapport  des  forces  électromotrices  moyennes,  en  décharge  et 
en  charge,  ce  que  E.  Reynier  appelle  le  coefficient  de  baisse,  est  un 
peu  supérieur  dans  le  cas  de  l'élément  au  zinc,  pour  les  mêmes  rai- 
sons qui  ont  été  expliquées  précédemment  à  propos  de  l'augmenta- 
tion de  ce  même  coefficient  avec  la  concentration  de  l'acide  dans  le 
cas  de  l'accumulateur  au  plomb.  Dans  les  conditions  les  plus  favo- 
rables, E.  Reynier*  a  trouvé  pour  ce  coefficient  la  valeur  0,95  pour 
Taccumulateur  au  plomb  et  0,983  pour  celui  au  zinc. 

l.  Piles  électriques  et  Accumulateurs,  p.  122. 


i20  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Malheureusement  ces  avantages  très  réels  sont  compensés  et  au 
delà  par  des  inconvénients  qui  rendent  impossible  l'emploi  industriel 
de  cet  accumulateur.  Le  zinc,  en  effet,  s'attaque  à  circuit  ouvert.  On 
a  bien  essayé  de  remédier  à  cet  inconvénient  par  Tamalgamation  ; 
mais  outre  que  les  actions  locales,  quoique  réduites,  sont  encore 
importantes,  il  est  assez  difficile  et  compliqué  d'amalgamer  unifor- 
mément des  dépôts  de  zinc  sans  cesse  renouvelés. 

Un  autre  inconvénient  très  grave  provient  de  la  dissolution  du 
métal  actif  pendant  la  décharge.  La  charge  ramène  celui-ci  sur  la 
cathode,  sous  forme  de  dépôt  électrolytique.  Or,  on  le  sait,  un  dépôt 
électroly tique  exige  des  conditions  qui  sont  en  général  incompatibles 
avec  les  nécessités  des  charges  pratiques. 

Il  se  produit  alors  pendant  la  charge  un  dépôt  plus  ou  moins  régu- 
lier du  métal,  et  tandis  qu*en  certains  points  la  couche  peut  être  suf- 
fisamment épaisse  pour  venir  toucher  Tanode,  en  d'autres  points  elle 
est  insuffisante.  Il  arrive  même  fatalement  qu'une  adhérence  impar- 
faite provoque  la  chute  de  métal  au  fond  de  l'élément;  cette  quantité 
de  métal  ainsi  éliminé  des  réactions  n'y  entre  plus  que  grâce 
à  son  attaque  directe  par  Télectrolyte,  d'où  perte  importante 
d'énergie. 

Parmi  les  éléments  à  zinc  amalgamé,  citons  ceux  de  Keynier,  de 
d'Arsonval  et  Carpentier,  de  Bailly,  de  Tamine,  etc. 

Récemment  Oscar  Gabran  (Elektrotechnische  Zeitschrift^  t.  XXIII, 
p.  571;  26  juin  1902)  dit  avoir  obtenu  d'assez  bons  résultats  en  pre- 
nant comme  support  du  dépôt  de  zinc  des  lames  de  cuivre  amalgamé 
en  communication  permanente  avec  un  excès  de  mercure. 

Nothomb  et  Schaeffer  (Brevet  français  313493,  du  14  août  1901) 
ont  pris  comme  électrode  négative  le  vase  même  de  l'élément  cons- 
titué par  du  cuivre  rouge  amalgamé  et  au  fond  duquel  est  disposée 
une  couche  de  mercure. 

^"^Accumulateur  peroxyde  de  plomb  \  acidesulfiirique  \  cadmium, — 
En  vue  de  diminuer  l'attaque  de  la  cathode  à  circuit  ouvert,  Commelin 
et  Finot  ont  remplacé  le  zinc  par  le  cadmium.  Ils  constituent  leur 
accumulateur  d'une  positive  ordinaire  au  peroxyde,  et  d'une  néga- 
tive en  feuille  mince  de  plomb  amalgamé  comme  support  du  cad- 
mium. L'électrolyle  est  une  solution  de  sulfate  de  cadmium  addition- 
née de  10  0/0  d'acide  sulfurique.  Les  réactions  qui  se  produisent  en 
charge  et  en  décharge  sont  exactement  les  mêmes  que  pour  l'élé- 
ment précédent  au  zinc,  et  le  sulfate  de  cadmium  formé  se  dissout 
dans  l'électrolyte.  La  force  électromotrîce,  plus  faible  que  celle  obte- 


ACCITMULATEURS  DIVERS  421 

nue  avec  le  zinc,  est  cependant  supérieure  à  celle  que  donne  Taccu- 
mulateur  au  plomb  ;  elle  atteint  environ  2,30  volts. 

Comparé  à  Télément  au  plomb,  Faccumulateur  au  cadmium  pré- 
sente les  mêmes  avantages  et  les  mêmes  inconvénients  que  celui  au 
zinc.  Les  actions  locales  provenant  de  Faction  chimique  de  Tacide 
sur  la  cathode  sont  un  peu  diminuées,  mais  sont  encore  importantes. 

Se  rattachant  aux  deux  couples  précédents,  l'élément  Werner*  a 
son  électrolyte  constitué  par  une  solution  de  sulfate  de  zinc,  de  sul- 
fate de  cadmium  et  de  sulfate  de  magnésium.  Par  ce  mélange,  Tavaii- 
tage  obtenu  est  une  meilleure  adhérence  du  dépôt  métallique  sur  la 
cathode;  Taddilion  du  sulfate  de  magnésium  permet  d'obtenir  une 
bonne  peroxydation  de  la  positive,  tout  en  employant  des  solutions 
concentrées  de  sulfates  de  zinc  et  de  cadmium,  conditions  néces- 
saires pour  assurer  une  adhérence  suffisante. 

Le  fonctionnement  et  la  critique  de  cet  élément  sont  exactement  les 
mêmes  que  dans  le  cas  des  accumulateurs  à  cathodes  de  zinc  ou  de 
cadmium. 

3**  Accumulateur  peroxyde  de  plomb  \  acide  sulfurique  \  cuivre, 
—  Lorsqu'on  remplace  dans  Taccumulateur  ordinaire  la  cathode  en 
plomb  spongieux  par  une  cathode  en  cuivre,  on  obtient  un  couple 
réversible  de  force  électromotrice  de  1,2  à  1,3  volt,  inférieure  de  plus 
de  0,5  volt  à  celle  de  l'élément  au  plomb,  par  suite  du  dégagement 
de  chaleur  dû  à  la  sulfatation  du  cuivre,  qui  est  plus  faible  que  celui 
qui  correspond  à  la  sulfatation  du  plomb. 

Pendant  la  décharge  de  ce  couple,  on  constate  d*abord,  comme 
dans  l'élément  au  plomb  et  dans  le  précédent,  la  période  appelée  coup 
de  fouet  pendant  laquelle  la  force  électromotrice  tombe  d'une  valeur 
élevée  (1,5  volt  à  1,8  volt)  à  la  valeur  normale  1,25  volt.  La  plus  grande 
partie  de  la  courbe  se  tient  ensuite  aux  environs  de  cette  valeur,  qui 
correspond  aux  réactions  ordinaires  exprimées  par  l'équation  : 

Cu  +  2H«S0*  +  Pb02  :^  CuSO»  +  PbSO'  +  2H20. 

Après  épuisement,  la  courbe  fait  un  crochet  et  tombe  rapidement 
àO. 

Au  point  de  vue  de  la  capacité  spécifique,  cet  élément  est  plus 
avantageux  que  l'accumulateur  au  plomb,  puisqu'il  suffit  de  1«%18 
de  cuivre  pour  produire  1  ampère-heure,  tandis  qu'il  faut  3''",86  de 
plomb. 

1.  Éclairage  électrique,  t.  XV,  p.  242. 


422 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


En  revanche,  sa  force  électromotrice  est  beaucoup  plus  faible  que 
celle  de  Taccumulateur  au  plomb;  ses  actions  locales,  dues  à  Tatlaque 
directe  du  cuivre  par  Tacide  sulfurique,  sont  aussi  supérieures  à  celles 
de  ce  dernier  élément,  quoique  bien  inférieures  à  celles  de  Télément 
au  zinc.  Comme  ce  dernier,  il  présente  en  outre  tous  les  inconvé- 
nients provoqués  par  la  dissolution  du  métal  de  la  cathode  à  la 
décharge. 

Enfin,  même  à  égalité  de  rendement  en  quantité,  il  présente  sur 
Taccumulateur  au  plomb  Tinconvénient  d*un  plus  faible  rendement 
en  énergie,  son  coefficient  de  baisse  étant  plus  faible.  C'est  ainsi  que 
E.  Reynier  *  trouvait  pour  ce  coefficient  la  valeur  0,87  dans  les  con- 
ditions les  plus  favorables,  tandis  qu'il  obtenait  0,95  avec  laccumu- 
lateur  au  plomb. 

G.  Darrieus*  a  également  étudié  Taccumulateur  au  cuivre,  dont  il 
eonstituait  la  négative  par  réduction  à  Tétat  de   cuivre  spongieux  du 

chlorure  cuivreux  em- 
pâté sur  un  support 
et  placé  en  contact, 
dans  Teau,  avec  deux 
lames  de  zinc.  Il  a 
constaté  aussi  une 
force  électromotrice 
(1,93  volt)  très  élevée 
au  début,  et  a  obtenu 
comme  courbe  de  décharge  dans  Tacide  à  2^"  B.  celle  représentée 
par  la  figure  151,  qui  montre  au  début  une  baisse  rapide  de  1,4 
à  1,2  volt.  D'après  G.  Darrieus,  la  période  constante  correspondrait 
non  pas  à  la  force  électromotrice  1,25  volt  obtenue  avec  le  cuivre 
ordinaire,  mais  à  la  valeur  1,68  volt,  la  différence  1,68  —  1,25=  0,43 
volt  étant  imputée  par  cet  auteur  à  la  nature  du  cuivre  spongieux, 
qui  serait  un  état  allotropique  du  cuivre  ordinaire^. 

Pendant  la  période  du  coup  de  fouet,  cet  auteur  a  trouvé  qu'il  n'y 
a  pas  attaque  du  cuivre  et  que  c'est  l'hydrogène  qui  est  brûlé.  Un 
échantillon  de  28^300  de  cuivre  négatif  prélevé  sous  l'eau,  de 
façon  à  éviter  le  contact  avec  l'air,  a,  en  effet,  dégagé  à  une  tem- 


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Fio.  151.  —  Courbe  de  décharge  de  l'accumulateur 
au  cuivre. 


1.  Piles  éleclnques  et  Accumulateurs^  p.  122. 

2.  Eclairage  électrique  y  t.  XIV,  p.  501. 

3.  Cependant  nous  navons  jamais  constaté  que  des  différences  de  potentiel 
excessivement  faibles  entre  le  cuivre  ordinaire  et  le  cuivre  électrolysé  du  sulfate, 
comme  cela  a  lieu  dans  cet  accumulateur. 


ACCUMULATEURS  DIVERS 


423 


péralure  voisine  de  Tébullition  un  volume  de  2   centimètres  cubes 
d'hydrogène. 

4®  Accumulateur  peroxyde  de  plomb  \  acide  suif urique  \  antimoine, 
—  G.  Darrieus  '  a  étudié  le  couple  réversible  antimoine  spongieux  | 
acide  sulfurique  |  peroxyde  de  plomb.  M  obtenait  Télect rode  négative 
en  coulant   des  pastilles  de  Toxyde    Sb^O',   pastilles    qui  étaient 
réduites  ensuite  par  le  courant  en  antimoine  spongieux. 

La  négative  de  Taccumulateur  étant  constituée  par  une  plaque  en 
antimoine  spongieux,  on  trouve  comme  force  électromotrice  2,03  volts 
aussitôt  après  la  rupture  du  courant  de  charge.  Après  une  heure  de 
repos,  elle  atteint  encore  1,74  volt, 
puis  baisse  jusqu'à  la  valeur 
constante  1,64  volt. 

Cette  valeur  élevée  de  la  force 
électromotrice  initiale  est  attri- 
buée par  G.  Darrieus  au  couple 
acide  persulfurique  |  hydrogène. 

Si  on  mesure  la  force  électro- 
motrice du  couple  Pb  spongieux  I 
Sb  spongieux,  on  trouve  0,34  volt,  valeur  qui,  ajoutée  à  1,64  volt, 
donne  bien  la  force  électromotrice  1,98  volt  de  Taccumulateur  ordi- 
naire. 

L'allure  de  la  décharge  pour  la  négative  en  antimoine  est  repré- 
sentée par  la  courbe  figure  152.  Au-dessous  de  1,20  volt,  la  différence 
de  potentiel  baisse  rapidement. 

La  courbe  figure  133  donne  l'allure  de  la  charge;  on  voit  qu'elle  est 


FiG.  152.  —  Courbe  de  décharge 
de   Taccumulateur  à  rantimoine. 


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FiG.  153.  —  Courbe  de  charge  de  raccumulateur  à  Tantimoine. 

identique  à  celle  de  l'accumulateur  au  plomb.  Le  dégagement  gazeux 
à  la  négative  n'apparaît  que  dans  la  seconde  partie  delà  courbe. 


1.  Éclairage  électrique^  t.  XIV,  p.  555;  1898. 


424  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

La  décharge  se  rapporte  à  une  négative  de  1  décimètre  carré  de  sur- 
face (sur  un  côté),  dont  les  pastilles  d'antimoine  spongieux  sont  sup- 
portées par  un  quadrillage  en  plomb  recouvert  d'une  matière  iso- 
lante. Cette  plaque,  montée  entre  deux  positives  en  peroxyde  de 
plomb,  est  déchargée  dans  Tacide  à  35*  B.  sur  une  résistance  exté- 
rieure de  1,08  ohm. 

La  courbe  de  charge  correspond  à  Tintensité  1  ampère. 

Analysant  la  matière  négative  à  la  fin  de  la  décharge,  G.  Darrieus 
trouva  que  celle-ci  ne  renferme  pas  trace  d'acide  sulfuriqueet  qu'elle 
est  soluble  en  partie,  sans  dégagement  d'hydrogène,  dans  l'acide  chlor- 
hydrique  étendu.  Il  en  conclut  que  l'antimoine  ne  fait  que  s'oxyder 
pendant  la  décharge,  à  l'état  de  sous-oxyde,  et  qu'il  ne  se  sulfate 
pas  * . 

L'énergie  spécifique  obtenue  était  un  peu  supérieure  à  celle  donnée 
par  l'élément  au  plomb  ^. 

D'après  cet  auteur,  l'antimoine  spongieux  présenterait  sur  le  plomb 
spongieux  l'avantage  de  la  non-sulfatation  à  circuit  ouvert,  une  néga- 
tive en  antimoine  spongieux,  déchargée,  ne  se  sulfatant  pas  au  con- 
tact de  l'acide  sulfurique. 

Cependant  ce  couple  donne  un  rendement  en  énergie  notablement 
inférieur  à  celui  de  l'accumulateur  au  plomb.  C'est  ainsi  que,  pour 
une  tension  moyenne  de  charge  très  voisine,  G.  Darrieus  trouvait 
à  la  décharge  1,45  volt  pour  l'antimoine  et  1,90  volt  pour  le  plomb, 
comme  tension  moyenne.  D'où  il  résulterait  que  le  coefficient  de 
baisse,  et  par  suite  le  rendement  en  énergie,  serait  seulement,  pour  le 

1  45 

couple  à  antimoine,  les  t-^,  =  0,76  de  celui  de  l'accumulateur  au 

plomb  ^. 

Nous  ajouterons  que  Tantimoine  présente  les  inconvénients  des 
cathodes  partiellement  solubles;  nous  avons  reconnu  que  cette  solubi- 

i.  C'est  un  des  arguments  que  donne  G.  Darrieus  contre  la  théorie  de  la  double 
sulfatât  ion. 

2.  G.  Darrieus  a  obtenu,  avec  un  élément  à  5  plaques  400  x  190  millimétrés  (dont 
3  négatives  en  antimoine),  une  capacité  de  59  ampères-heures  à  une  intensité 
moyenne  de  1,75  ampère  et  avec  une  différence  de  potentiel  moyenne  de 
1,45  voltf  soit  une  énergie  de  85,5  watts-heures,  tandis  qu'il  ne  trouvait  que 
36  ampères-heures  sous  1,92  volt,  soit  69,1  watts-heures  pour  Télément  au  plomb 
correspondant. 

3.  Il  est  probable  qu'on  peut  obtenir  un  rapport  supérieur  ;  mais  il  ne  faut  pas 
oublier  que  G.  Darrieus  faisait  usage  d'un  quadrillage  en  plomb  comme  support 
de  l'antimoine  spongieux,  ce  qui  a  évidemment  pour  conséquence  d'élever  la 
tension  fin  charge  et,  par  suite,  la  tension  moyenne  de  charge,  d'où  diminution  du 
coefficient  de  baisse. 


\ 


ACCUMULATEURS  DIVERS  425 

lité  est  suffisante  pour  qu'après  un  petit  nombre  de  décharges  la 
négative  se  recouvre  d'une  couche  très  volumineuse  d'antimoine  élec- 
trolysé,  en  même  temps  qu'une  partie  de  celui-ci  tombe  au  fond  du 
vase  et  est  éliminée  des  réactions. 

Ces  inconvénients  suffisent  à  rendre  inutilisable  ce  couple  réver- 
sible. 

ïi>*  Accumulateur  peroxyde  de  plomb  \  acide  suif urique  \  bismuth, — 
D'après  G.  Darrieus  ^  le  couple  bismuth  |  acide  sulfurique  |  peroxyde 
de  plomb  se  comporterait  comme  le  précédent.  Avec  du  bismuth  spon- 
gieux obtenu  en  attaquant  par  l'acide  chlorhydrique  un  alliage  de 
bismuth  et  d'étain,  ce  dernier  seul  se  dissolvant,  on  obtient  une  force 
électromotrice  de  2,^6  volts  à  la  (in  de  la  charge;  cette  force  électro- 
motrice tombe  rapidement  à  2,05  volts. 

En  décharge,  la  période  normale  correspond  à  la  force  électromo- 
trice 1,65  volt,  et  la  tension  moyenne  aux  bornes,  à  1 ,42  volt.  D'après 
G.  Darrieus,  le  bismuth  passerait  simplement  à  l'état  d'oxydule,  à  la 
fin  de  la  décharge,  et  ne  se  sulfaterait  pas. 

Toutes  les  conclusions  relatives  aux  inconvénients  et  avantages 
de  ce  couple  sont  les  mêmes  que  celles  ci-dessus  exposées  pour  l'an- 
timoine. 

^^Accumulateur  peroxyde  de  plomb  \  acide  sulfurique  \  argent,  — 
On  peut  constituer  un  couple  réversible  en  remplaçant  dans  l'accu- 
mulateur au  plomb  la  plaque  négative  par  une  cathode  en  argent 
réduit.  Une  telle  cathode  peut  être  obtenue  facilement  en  empâtant 
un  support  d'argent  de  chlorure  d'argent  et  en  réduisant  ensuite 
celui-ci  à  Taide  du  zinc.  On  sait  que,  lorsqu'on  ferme  le  circuit  d'un 
couple  chlorure  d'argent-zinc,  le  dépolarisant,  qui  est  ici  le  chlorure 
d'argent,  se  réduit  en  argent  métallique.  Ce  couple  a  une  force  élec- 
tromotrice de  1,02  volt,  lorsque  l'électrolyle  est  constitué  par  une 
dissolution  étendue  (10°  B.)  de  chlorure  de  zinc. 

Après  réduction,  la  cathode  d'argent,  soigneusement  débarrassée 
des  dernières  traces  de  chlorure  de  zinc,  peut  former,  en  regard 
d'une  anode  en  peroxyde  de  plomb,  dans  une  dissolution  d'acide 
sulfurique,  un  couple  réversible. 

La  figure  154  montre  quelle  est  l'allure  des  courbes  de  décharge 
et  de  charge  d'un  tel  couple,  d'après  nos  déterminations.  Les  courbes 
ab  et  cd  se  rapportent  à  la  tension  aux  bornes  ;  les  courbes  a'b' 
et  c'd  indiquent  les  variations  de  la  tension  cathodique  en  utilisant 

i.  Éclairage  électrique,  t.  XIV,  p.  .*>60. 


426 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


comme  électrode  supplémeotaire  le  plomb  spongieux.  La  concen- 
tration de  Tacide  sulfiirique  élait  égale  à  29*  B.  fin  charge;  il  y  ayaît 
d'ailleurs  grand  excès  d*acide,  et  la  positive  PbO',  de  dimensions  très 


1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  n  tZ  13  H.^  2  4  6  8  10  12  H  ï61ft  20222426  28 SO 

Décharge  Charge  Eui  vante 

Temps  en  heures 

Fio.  154.  —  Courbes  de  décharge  et  de  charge  de  raccumulateur  à  1  argent. 


supérieures  à  la  négative,  avait  une  capacité  beaucoup  plus  élevée. 
L'argent  réduit  travaillait  sous  une  épaisseur  de  4  millimètres  ;  la 
densité  de  courant  de  décharge  était  égale  à  0,93  ampère  par  déci- 
mètre carré  de  surface  active  de  matière  négative  ;  celle  de  charge 
avait  une  valeur  moitié  de  celle-ci. 

La  force  électromotrice,  un  peu  supérieure  à  1,50  volt  au  début 
de  la  décharge,  baisse  rapidement  jusque  1,05  volt,  puis  plus  lente- 
ment pendant  la  partie  stable  de  la  décharge,  jusque  0,97  volt,  point 
où  survient  le  crochet  brusque  de  la  courbe.  Comme  on  peut  le  cons- 
tater d'après  la  courbe  a'b\  c'est  la  calhode  qui  cause  ici  la  partie 
initiale  instable  que  Ton  peut  attribuer  à  la  présence  de  Thydrogène 
occlus.  Ce  phénomène  prend,  dans  le  cas  de  l'argent,  une  importance 
plus  considérable  qu'avec  le  plomb.  A  part  cette  portion  initiale  de 
décharge,  les  courbes  de  tension  cathodique  sont  absolument  com- 
parables à  celles  que  donne  la  cathode  en  plomb  spongieux,  à  con- 
dition de  tenir  compte  de  la  différence  des  ordonnées  égales  à  la 
valeur  du  couple  plomb  |  acide  sulfurique  |  argent,  soit  1,00  volt  envi- 
ron.  La  fin  de  la  charge  est  également  marquée  par  une  baisse 


ACCUMUIATEURS  DIVERS  427 

brusqué  de  la  tension  jusqu'à  une  valeur  constante  qui  correspond 
au  dégagement  de  Thydrogène.  La  difTérence 0,95 — 0,40  =  0,85  volt 
entre  les  deux  parties  constantes  de  la  courbe  de  charge  est  beau- 
coup plus  grande  que  dans  le  cas  de  la  cathode  en  plomb  ;  c'est  là, 
comme  on  Ta  vu  déjà,  une  cause  d'infériorité  au  point  de  vue  du  ren- 
dement en  énergie,  par  suite  de  Télévation  qui  en  résulte  pour  la 
tension  moyenne  de  charge. 

Les  actions  chimiques  à  la  décharge  sont  identiques  à  celles  de  la 
cathode  en  plomb,  avec  cette  différence  que  Télectrolyte  s'enrichit 
d'une  façon  notable  de  sulfate  d'argent,  ce  sel  étant  partiellement 
soluble.  C'est  peut-être  en  partie  à  cette  circonstance  que  l'on  doit 
d'avoir  un  coefficient  d'utilisation  de  la  matière  active  négative 
beaucoup  plus  élevé  qu'avec  le  plomb  spong^'eux.  C'est  ainsi  qu'au 
régime  de  décharge  de  trois  heures  représenté  par  la  figure  ci- 
dessus,  nous  avons  pu  obtenir  212,3  ampères-heures  par  kilogramme 
de  matière  active  négative,  ce  qui  correspond  à  4*','i  d'argent  par 
ampère-heure.  Comme  il  faut  théoriquement  4»",  025  d'argent  par 
ampère-heure,  le  coefficient  d'utilisation  de  la  matière  négative  atteint 
donc  ici  : 

tf =.,««. 

Au  point  de  vue  pratique,  il  n'y  a  pas  à  songer  à  l'utilisation  de 
ce  couple  à  cause  du  prix  excessif  de  Targent.  En  outre,  la  solubi- 
lité du  sulfate  d'argent  est  loin  d'être  négligeable;  de  sorte  que  c'est 
un  véritable  dépôt  électroly tique  d'argent  que  l'on  opère  à  la  fin  de 
la  charge.  On  se  trouve  donc  dans  les  mêmes  conditions  que  dans 
le  cas  du  zinc.  11  est  vrai  que  lesactionslocalessont  ici  bien  moindres, 
l'argent  s'attaquant  excessivement  peu  dans  l'acide  sulfurique 
étendu.  Pendant  le  fonctionnement  de  l'élément  à  cathode  d'argent, 
on  constate  qu'après  un  certain  temps  de  décharge  une  certaine 
quantité  de  sulfate  d'argent  dissous  dans  l'électrolyte  se  dépose  en 
cristaux  au  fond  de  l'élément.  A  la  charge  suivante,  la  redissolulion 
de  celui-ci  n'est  pas  complète,  et  c'est  ce  qui  explique  que,  dans  la 
figure  ci-dessus,  tandis  que  théoriquement  la  fin  de  la  charge  n'aurait 
dû  apparaître  que  vers  la  vingt-septième  heure,  en  pratique  Thydro- 
gène  se  dégage  depuis  la  vingt  et  unième.  Ce  phénomène  est,  en 
outre,  cause  de  la  désagrégation  de  la  négative  ainsi  que  de  la  dimi- 
nution de  sa  capacité. 

7"    Accumulateur   acide   antimonique  \  acide    sulfurique  \  plomb 


42B 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIXiUES 


spongieux,  —  G.  Darrieus^  a  constitué  un  accumulateur  en  rempla- 
çant, dans  Télément  ordinaire  au  plomb,  la  plaque  de  peroxyde  par 
une  anode  en  acide  antimonique  obtenu  en  chargeant  en  positive, 
dans  Teau  acidulée  sulfurique,  une  plaque  en  antimoine  spongieux. 
La  force  électromotrice  de  ce  couple  a  été  trouvée  égale  à  0,72  volt. 


1.0 

1  o 

~~ 

n 

""1 

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0  _ 

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i  1  5  Jt  s 


W  15 

Heures 


20 


25 


Fio.  155.  —  Courbe  de  décharge  de  laccumulateur  à  l'acide  antimoDique. 

Pendant  la  décharge,  la  négative  en  plomb  spongieux  se  sulfate 
comme  dans  Taccumulateur  au  plomb.  La  positive,  d'après  Darrieus, 
se  réduirait  et  passerait  seulement  de  Tétat  d'acide  antimonique  à 
celui  d'oxyde  antimonieux. 

En  étudiant  la  courbe  de  décharge,  on  trouve  l'allure  donnée  par 
la  figure  155  *. 

La  courbe  indique,  comme  on  le  voit,  un  coup  de  fouet  très  pro- 
noncé suivi  de  la  partie  la  plus  importante  de  la  décharge  et  qui 
correspond  aux  actions  chimiques  ci-dessus  mentionnées. 

Cet  élément,  qui  n'a  jamais  été  employé  pratiquement  par  suite 
de  sa  faible  force  électromotrice,  de  son  mauvais  rendement  en 
énergie  et  aussi  par  suite  de  la  solubilité  partielle  des  oxydes  d'anti- 
moine dont  le  métal  s'électrolyse  alors  à  la  cathode,  cet  élément, 
disons-nous,  n'a  servi  à  G.  Darrieus  que  pour  ses  conclusions  théo- 
riques relatives  à  l'état  allotropique  du  ploml)  spongieux'. 


1.  Éclairage  électrique,  t.  XIV,  p.  500. 

2.  Cette  courbe  se  rapporte  à  uq  élément  composé  d'une  plaque  positive  de 
1  décimètre  carré,  en  acide  antimonique,  et  de  deux  négatives  en  plomb  spongieux, 
déchargeant  sur  une  résistance  fixe  de  1,3  ohm,  avec  une  concentration  d'acide 
de  35*  B. 

3.  Cet  auteur  déduit  en  effet  des  données  thermochimiques  les  valeurs  sui. 
vantes  : 

Chaleur  de  formation  d'un  équivalent  de  suirale  de  plomb H~  36.200  G. 

Décomposition  de  l'acide  antimonique  et  réduction  en  oxyde  antimonieux    —  30.700  G. 


Différence -f    5.500  C. 


ACCUMULATEURS  DIVKRS  '  429 

Âccamulateurs  à  deux  liquides.  —  Accumulateur  peroxyde  de 
plomb  I  acide  sulfurique  \  soude  |  zinc,  —  H.  Lake^  a  proposé  de 
constituer  un  accumulateur  à  deux  liquides  séparés  par  un  cloison- 
nement ;  au  pôle  négatif,  la  cathode  en  zinc  plonge  dans  une  dissolution 
de  soude  caustique  ;  au  pôle  positif,  Tanode  en  peroxyde  de  plomb 
plonge  dans  une  solution  d'acide  sulfurique  dilué. 

Les  réactions  chimiques  seraient  d'après  cet  auteur  : 

Zn  +  0  +  2NaOH  =  Zn  (ONa)^  +  H^O 
2NaOH  +  H^SO»  =  Na^SO*  +  2H^ 
Pb02  +  2H  +  H2S0»  =r  PbSO«  +  2H20 

et  le  dégagement  total  de  chaleur  serait  égal  à  164,6  C,  dételle 
sorte  que,  par  application  de  la  loi  de  Thomson,  la  force  électro- 

4fkA  fi 

motrice  calculée  serait  égale  à        '    =  3,57  volts,  valeur  voisine  de 

la  force  électromotrice  mesurée,  3,2  à  3,3  volts. 

Comme  inconvénients  d'un  tel  couple,  signalons,  en  outre  des 
défauts  inhérents  au  fonctionnement  des  cathodes  solubles,  l'action 
locale  par  attaque  du  zinc  à  circuit  ouvert  et  aussi  la  présence  d'un 
cloisonnement,  qui  augmente  non  seulement  le  poids,  mais  surtout 
l'encombrement  ot  la  résistance  intérieure;  un  tel  cloisonnement 
résistant  à  l'action  prolongée  des  alcalis  est  d'ailleurs  très  difficile 
à  trouver. 

4l*oiKil  résulte  pour  la  force  électroiuotrice,  d'après  la  loi  de  Thomson  : 

i^=  «•^'-'"'- 

En  y  ajoutant  0,46  volt,  représentant,  d'après  lui,  la  différence  de  chaleur  de 
-combinaison  du  plomb  spongieux  et  du  plomb  ordinaire,  il  trouve  ainsi  0,70  volt, 
valeur  qui  se  rapproche  de  celle  (0,12)  mesurée. 

D'après  les  chiffres  de  Berthelot  (Annuaire  du  Bureau  des  Longitudes),  il  nous 
semble  cependant  que,  en  supposant  les  réactions  ci-dessus,  il  faudrait  écrire  en 
cotation  équivalente  : 

Chaleur  de  rormalion  d'un  équivalent  de  suKate  de  plomb -\-  30.200  C. 

Décoroposilion  de  ]  acide  antimonique  et  réduction  en  oxyde  anlimonieux..    —  1  j.350  C. 

Différence +  20.850  C. 

■d'où  il  résulterait  pour  la  force  électromotrice  calculée  d'après  la  loi  de  Thom- 
son : 

S=  «•--•      ■ 

1.  Brevet  anglais  "259,  du  2  avril  1896  ;  Éclairage  électrique,  t.  XII,  p.  211. 


430  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

ÂCGumulatears  à  gaz.  —  On  sait  que  Grove  a  constitué  une  pile 
réversible  à  gaz  hydrogène  et  oxygène  en  électrolysant  Teau  entre 
deux  fils  de  platine.  Pendant  la  décharge  de  cette  pile,  les  deux  gaz 
se  recombinent  et  il  se  reforme  de  Teau.  Mais  les  quantités  de  gaz 
absorbées  par  les  électrodes,  ou  en  dissolution  dans  Teau,  étant  ici 
très  faibles,  la  pile  ne  produisait  que  des  quantités  d'électricité  insi- 
gnifiantes. 

En  1881,  J.  Rousse^  a  décrit  une  série  de  combinaisons  utilisant 
les  phénomènes  d  occlusion.  II  employait  d'abord  une  plaque  néga- 
tive en  palladium  et  une  positive  en  peroxyde  de  plomb.  Le  palla- 
dium absorbe  environ  i.OOO  fois  son  volume  d'hydrogène,  de  sorte 
que  i  centimètre  cube  absorbe  0'%0896  de  ce  gaz.  Comme  1  ampère- 
heure  sépare  0«%037  d'hydrogène,  il  suffit  donc  de  1  centimètre  cube 
de  palladium  pour  obtenir  2,4  ampères-heures  ;  c'est-à-dire  que, 
sous  une  tension  de  2  volts,  12  grammes  de  palladium  peuvent 
donner  4.8  watts-heures.  Avec  le  platine  absorbant  i.OOO  fois  son 
volume  d'oxygène,  il  faut  environ  25  grammes  de  métal  pour  produire 
2,4  ampères-heures. 

Comme  deuxième  combinaison.  Rousse  utilisait  le  fer  en  présence 
des  alcalis.  D*un  poids  spécifique  égal  à  7,8,  le  fer  occlut  plus  de 
200  fois  son  volume  d'hydrogène.  Dans  ces  conditions,  i  centimètre 
cube  de  fer  absorbe  0«%0177  d'hydrogène,  et  il  suffit  de  16  grammes 
de  fer  par  ampère-heure.  Avec  une  plaque  positive  en  platine  d'un 
poids  de  10  grammes  par  ampère-heure,  on  trouve  ici  un  poids 
tolal  de  plaques  de  26  grammes  pour  produire  2  watts-heures.  Par 
kilogramme  de  plaques  on  obtient  donc  80  watts-heures,  soit  encore 
40  watts-heures  par  kilogramme  d'élément. 

Les  électrodes  qui  servent  à  l'occlusion  des  gaz  se  détériorent 
facilement.  D'autre  part,  de  tels  éléments  présentent  des  phénomènes 
de  variation  de  force  électromotrice  à  circuit  ouvert  comparables  à 
ceux  des  accumulateurs  au  plomb.  J.  Rabinowicz^  explique  de  la 
façon  suivante  ces  différents  phénomènes  : 

On  sait  qu'entre  deux  corps  existe  une  force  d'attraction  propor- 
tionnelle à  leur  masse  et  inversement  proportionnelle  au  carré  de 
leur  distance.  Cette  loi  est  valable  pour  les  molécules  d'un  même 
corps  ;  ces  molécules  ne  sont  pas  en  contact,  mais  séparées  par  ce 
qu'on   appelle  les  espaces  intermoléculaires.  Si  on  introduit  des 

1.  Elektrochemiscke  Zeitschrift,  t.  IX,  p.  95. 

2.  Elektrochemiscke  Zeitschrift^t.  IX,  p.  93;  —  Éclairage  éleclriquey  t.  XXX 111, 
p.  176: 1"  novembre  1902. 


ACGU^fUIJ^TEURS  DIVERS 


431 


molécules  d'hydrogène  dans  ces  espaces  intermoléculaires, les  forces 
d'attraction  entre  les  molécules  d'hydrogène  et  les  molécules  de 
métal  sont  souvent  plus  grandes  que  celles  qui  existent  pour  les 
molécules  de  métal  entre  elles  ;  ces  dernières  nous  sont  données 
approximativement  par  la  résistance  mécanique  du  corps.  On  peut 
en  conclure  que  les  forces  d'attraction  de  Thydrogène  suffisent  pour 
que  celui-ci  prenne  la  forme  fluide  dans  le  métah 

Lorsqu'une  partie  de  cet  hydrogène  est   oxydé  avec  production 
d'eau,  il  se  produit  un  dégagement  de  chaleur  que  Thydrogène  fluide 


t- 

a 

+          -t 

îlKw        ^*ftf1lT 

-K 

H 

M 

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Ir"    ^ 

u 

FiG.  156,  157,  158  et  159.  —  Schéma  de  la  répartition  de  l'hydrogène 
sur  une  plaque  de  palladium. 

restant  porte  sur  sa  température  critique  ;  il  en  résulte  un  écarte- 
ment  des  molécules  métalliques,  ce  qui  explique  la  dégradation  de 
l'électrode.  Il  importe  donc,  pour  faciliter  l'introduction  de  l'hydro- 
gène, d'éloigner  les  molécules  métalliques  entre  elles,  c'est-à-dire 
de  choisir  des  métaux  dan»  un  état  de  grande  division,  comme 
Téponge  de  platine. 

D'un  autre  côté,  si  on  considère  la  répartition  de  l'hydrogène  dans 
la  plaque  de  palladium,  par  exemple,  on  trouve  que  la  quantité  de 
celui-ci  est  plus  grande  sur  les  surfaces  en  regard  des  positives.  La 
figure  156  représente  la  répartition  à  la  fin  de  la  charge,  c'est-à- 
dire  quand  la  couche  superficielle  est  devenue  telle  qu'il  ne  peut  y 
avoir  absorption  d'hydrogène.  En  laissant  ensuite  en  repos,  la  répar- 
tition s'égalise  et  prend  alors  Taspect  de  la  figure  157,  La  plaque 
redevient  alors  capable  d'absorber  à  nouveau  de  l'hydrogène,  et  sa 
capacité  augmente  ;  elle  agit  donc  comme  si  elle  s'était  en  partie  dé- 
chargée pendant  le  repos. 

A  la  fin  de  la  décharge,  la  répartition  prend  évidemment  la  forme 
donnée  par  la  figure  158.  A  ce  moment,  le  repos  agit  aussi  en  égali- 
sant l'hydrogène  selon  la  figure  159,  et  la  plaque  peut  encore  déchar- 
ger. Ainsi  s'explique  également  ce  fait  que  la  capacité  croît  avec  le 


432  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES  " 

temps  de  décharge.  A  Télat  de  fine  division,  les  métaux  donnent 
des  courbes  de  décharges  et  de  cliarges  beaucoup  plus  uniformes, 
parce  que  le  frottement  entre  les  molécules  métalliques  et  les  molé- 
cules gazeuses  est  moindre,  ce  qui  rend  celles-ci  plus  mobiles. 

Cailletetet  Colardeau^  ont  étudié  le  phénomène  de  la  condensa- 
tion des  gaz  par  les  métaux  de  la  famille  du  platine,  en  vue  de  Tamé* 
lioration  de  la  pile  réversible  à  gaz.  Ils  ont  constaté  que,  si  on  prend 
des  électrodes  composées  de  6  à  7  grammes  de  mousse  de  platine 
enfermée  dans  un  petit  sac  de  soie  et  reliée  à  une  tige  de  platine  ame- 
nant le  courant,  et  qu'on  charge  à  1  ampère  jusqu'à  franc  dégage- 
ment gazeux,  soit  environ  trente  secondes,  on  trouve  à  la  décharge 
une  force  électromotrice  initiale  de  1,8  volt. 

La  résistance  extérieure  étant  2  ohms,  le  courant  reste  constant 
pendant  un  temps  très  court,  puis  diminue  et  s^annule  après  dix 
secondes. 

A  la  pression  de  15  atmosphères,  la  force  électromotrice  initiale 
est  la  même  ;  mais  le  courant  ne  s'annule  qu'après  deux  minutes. 

A  partir  de  50  atmosphères,  il  y  a  d'abord  descente  rapide,  puis 
léger  relèvement,  et  le  courant  reste  constant  à  0,5  ampère  pendant 
un  temps  assez  long,  après  quoi  il  descend  plus  lentement  que  précé- 
demment. 

A  la  pression  de  600  atmosphères,  le  courant  peut  ôtre  maintenu  à 
0,6  ampère  pendant  quarante  minutes. 

Le  rendement  en  ampères-heures  est  très  élevé  et  peut  atteindre 
0,95  à  0,98,  si  on  opère  la  décharge  immédiatement  après  la  charge. 

Les  deux  électrodes  n'absorbent  pas  des  quantités  équivalentes 
d'oxygène  et  d'hydrogène.  L'électrode  négative  doit  peser  trois  fois 
plus  que  l'électrode  positive. 

.  Dans  ces  conditions,  on  obtient  alors  une  capacité  spécifique  de 
56  ampères-heures  par  kilogramme  deplatine  avec  une  intensité  spé- 
cifique constante  de  100  ampères  par  kilogramme  de  platine.  Ces 
chiffres  sont  très  supérieurs  à  ceux  obtenus  avec  le  plomb. 

Parmi  les  autres  métaux  de  la  famille  du  platine,  l'iridium  fournit 
des  résultats  très  voisins  de  ceux  du  platine. 

Le  ruthénium  s'attaque  légèrement  dans  l'acide  sulfurique  étendu 
et  brunit  au  positif.  L'allure  générale  est  la  même  pour  toutes  les 
pressions,  mais  il  n'y  a  pas  ici  de  partie  vraiment  rectiligne. 

Le  palladium  fournit  les  résultats  les  plus  intéressants  :  c'est  ainsi 

1.  Éclairage  électrique^  t.  I,  p.  372. 


ACCUMULATEURS  DIVERS  433 

que  la  capacité  par  kilogramme  de  mousse  peut  atteindre  sous  pres- 
sion 176  ampères-heures. 

Pour  la  saturation  des  électrodes,  on  doit  prendre  ici  un  poids  2 
pour  Télectrode  positive  et  i  pour  Télectrode  négative,  rapport  en 
sens  inverse  de  celui  du  platine.  Le  palladium  absorbe  2.400  fois 
son  volume  d*hydrogène,  et  600  fois  son  volume  d'oxygène. 

La  mousçed'or,  obtenue  par  réduction  du  chlorure  par  Tacide  sul« 
fureux,  donne  des  résultats  analogues  à  ceux  du  platine. 

Avec  Fargent,  le  mercure,  Tétain,  le  nickel,  le  cobalt,  on  ne  retrouve 
plus  les  mêmes  phénomènes  ;  il  y  a  dissolution,  et  la  pression  n'a 
plus  d'influence. 

Avec  le  charbon,  la  force  électromotrice  est  1  volt  à  basse  pres- 
sion et  ne  varie  pas  beaucoup  avec  celle-ci.  Mais  il  y  a  ici  aussi 
action  chimique,  et  Toxygène  passe  presque  entièrement  a  l'état 
d*acide  carbonique. 

Malgré  les  résultats  très  intéressants  obtenus  notamment  avec  le 
palladium,  la  pile  réversible  à  gaz  n'est  pas  encore  entrée  dans  le 
domaine  industriel,  pour  des  raisons  multiples.  D'abord  l'avantage 
de  la  légèreté  sur  l'accumulateur  au  plomb  diminue  lorsque  au  lieu 
de  considérer  la  capacité  spécifique  on  considère  l'énergie  spéci- 
fique, car  en  eiïet,  tandis  que  l'accumulateur  au  plomb  donne  une  ten- 
sion moyenne  de  1,9  li  2,0  volts  à  la  décharge,  on  ne  doit  compter 
ici  que  1,2  à  1,3  volt.  Cet  avantage  doit  diminuer  plus  considéra- 
blement encore,  si  on  rapporte  l'énergie  spécifique  non  pas  au  kilo- 
gramme d'électrodes,  mais  au  kilogramme  de  poids  total,  par  suite 
des  dimensions  que  doit  avoir  le  récipient  dans  le  cas  de  l'accumula- 
teur à  gaz  sous  forte  pression. 

Au  point  de  vue  de  la  réversibilité,  cet  accumulateur  est,  d'autre 
part,  très  inférieur  à  l'élément  au  plomb.  La  charge  exige  en  effet 
une  tension  qui  atteint  facilement  2,3  volts.  A  la  décharge,  la  ten- 
sion débute  bien  vers  2  volts  ;  mais  elle  tombe  en  quelques  minutes  à 
la  valeur  1,2  à  1,3  volt,  qui  correspond  à  la  force  électromotrice 
1,5  volt  due  à  la  recombinaison  en  eau  des  deux  gaz  hydrogène  et 
oxygène.  11  en  résulte  pour  le  coefficient  de  baisse  une  valeur  qui  ne 
dépasse  pas  0,6.  Dans  ces  conditions,  même  en  supposant  un  rende- 
ment en  quantité  voisin  de  0,9,  on  voit  que  le  rendement  en  énergie 
ne  dépasse  pas  sensiblement  0,5. 

Si  on  joint  à  ces  inconvénients  d'ordre  technique  le  prix  extraor- 
dinairement  élevé  des  matières  employées  (le  palladium  valant  envi- 
ron 10.000  fois  plus  cher  que  le  plomb),  on  comprendra  que  ce  genre 

28 


434  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

d'accumulateur   ne  concurrence  pas  encore  l'élément  au   plomb. 

Quoique  d'un  principe  un  peu  différent,  Taccumulateur  Commelin 
et  Yiau*  peut  être  classé  parmi  les  accumulateurs  à  gaz  sous  pres- 
sion. Cet  élément  se  compose  en  principe  d'une  cathode  en  cadmium 
(cadmium  déposé  sur  un  support  en  plomb  antimonieux]  et  d'une 
anode  constituée  par  un  charbon  creux  et  poreux  en  communication 
avec  un  récipient  pouvant  recevoir  de  l'oxygène  sous  pression 
(1  kilogramme  par  centimètre  cube  environ)  ;  l'électrolyte  est  de 
l'acide  sulfurique. 

A  la  décharge,  le  cadmium  forme  du  sulfate  de  cadmium  qui  se 
dissout,  tandis  qu'à  l'électrode  positive  l'oxygène  se  combine  à 
l'hydrogène  en  donnant  de  l'eau.  A  la  charge  se  produisent  les  réac- 
tions inverses,  et  le  cadmium,  d'une  part,  et  l'oxygène  sous  pres- 
sion, d'autre  part,  sont  régénérés.  La  force  électromotrice  du  couple 
est  égale  à  1,5  volt. 

Bien  qu'il  n'ait  pas  été  publié  de  renseignements  sur  le  fonction- 
nement de  cet  accumulateur,  il  est  certain  que  son  énergie  spéci- 
fique est  plus  faible  que  celle  de  l'accumulateur  au  plomb;  son 
rendement  en  énergie  doit  être  également  inférieur  et  ses  actions 
locales  plus  grandes  par  suite  de  l'attaque  du  cadmium  par  l'acide 
sulfurique  à  circuit  ouvert.  Sa  fabrication  plus  compliquée  et  son 
encombrement  contribuent  en  outre  à  le  rendre  inférieur  àtous  points 
de  vue  à  l'accumulateur  au  plomb. 

Accumulateurs  à  électrolyte  alcalin. —  i^  Accumulateur  zinc  \  po^ 
tasse  I  oxyde  de  cuivre.  —  On  connaît  la  pile  de  l^alandeet  Chaperon 
dans  laquelle  la  cathode  est  constituée  par  une  lame  de  zinc,  l'électro- 
lyte par  une  solution  de  potasse  caustique,  et  le  dépolarisant  par  de 
l'oxyde  de  cuivre.  Cette  pile  est  réversible,  comme  le  constatèrent  de 
Lalande  et  Chaperon. 

Nous  ne  décrirons  pas  ici  les  différents  modèles  d'accumulateurs 
basés  sur  ce  couple  et  dont  quelques-uns  ont  été  quelque  temps 
employés,  sans  succès  d'ailleurs,  dans  des  exploitations  industrielles. 

Dans  le  fonctionnement  de  la  pile  à  l'oxyde  de  cuivre,  les  actions 
chimiques  peuvent  être  représentées  par  l'équation  : 

Zn  +  2K0H  +  GuO  =  Zn  (0Kj2  +  Cu  +  H20, 

et  la  force  électromotrice  est  égale  à  0,8  volt  environ. 

i.  Éclairage  électrique,  t  XXIIl,  p.  452;  1900. 


ACCUMUIATEURS  DIVERS  435 

Cependant,  lors  de  la  charge  de  raccumulateûr  ainsi  constitué,  on 
évite  autant  que  possible  de  produire  Toxyde  CuO  noir  pour  s'arrê- 
ter à  Toxydule  Cu'O  rouge. 

L'équation  qui  rend  compte  des  réactions  est  alors  la  suivante  : 

Zn  +  2K0H  +  Cu20  —  Zn  (OK)^  +  2Cu  +  H2(^. 

Grâce  aux  faibles  équivalents  électrochimiqu3S  dos  substances 
employées,  la  capacité  spécifique  de  ces  éléments  est  très  notable- 
ment supérieure  à  celle  des  accumulateurs  au  plomba  Cependant, 
par  suite  de  la  tension,  qui  est  plus  de  deux  fois  inférieure  à  celle  de 
ces  derniers,  Ténergie  spécifique  reste  sensiblement  la  même  dans 
les  deux  cas. 

Ces  accumulateurs  ont  comme  grave  inconvénient  les  actions 
locaïes  énergiques  :  en  premier  lieu,  Tattaque  du  zinc  par  Télectro- 
lyte,  attaque  queTon  diminue  parTamalgamation;  en  outre,  un  couple 
local  s'exerce  entre  le  zinc  et  une  petite  quantité  de  cuivre  électro- 
lyâé  sur  celui-ci.  Il  a  été  en  effet  impossible  de  se  soustraire  à  cet 
inconvénient  par  suite  de  la  solubilité,  faible  il  est  vrai,  mais  suffi- 
sante, des  oxydes  de  cuivre  dans  les  solutions  alcalines.  Pendant  la 
charge,  la  moindre  trace  de  cuivre  en  solution  s'électrolyse  sur  la 
cathode  et  y  crée  un  couple  local  intense.  L'oxyde  CuO  principale- 
ment possède  une  solubilité  assez  grande,  et  c'est  pour  cette  raison 
qu'on  essaie  d'éviter,  sans  y  parvenir  complètement,  sa  formation. 
On  doit  même  cloisonner  et  entourer  la  positive  d'une  membrane 
poreuse  (parchemin,  par  exemple)  pour  éviter  la  diffusion  du  cuivre 
vers  la  négative  ;  mais,  malgré  ces  précautions,  il  se  produit  quand 
même  un  dépôt  de  cuivre  sur  le  zinc. 

A  cet  inconvénient  très  grave  de  la  solubilité  partielle  de  l'anode, 
il  faut  ajouter  aussi  les  inconvénients  précédemment  signalés  de  la 
solubilité  du  métal  de  la  cathode. 

Enfin,  en  ce  qui  concerne  le  rendement  en  énergie,  le  rapport  des 
tensions  moyennes  en  décharge  et  en  charge  est  inférieur  à  celui 
donné  par  l'accumulateur  au  plomb,  d'où  rendement  plus  faible  en 
énergie. 

Les  données  thermochimiques  permettent  de  calculer  la  force 
électromotrice.  La  loi  de  Thomson  est  en  effet  applicable,  car  on  a 

1.  Un  accumulateur  Commelin-Desmazures-- Bail  hache,  de  ce  système,  donnait 
une  capacité  massique  de  137  ampères-heures  :  kilogramme  de  plaques  ou 
41  ampères-heures:  kilogramme  de  poids  total  d'élément  au  régime  de  8**  30'.  La 
différence  de  potentiel  moyenne  était  égale  à  0,75  volt. 


436  LES  ACCU^IULATEURS  ÉLECTRIQUES 

reconnu  expérimentalement  que  la  force  électromotrice  est  à  peu 
près  indépendante  de  la  température.  On  obtient  ainsi  : 

Zn  -f  0  -f  H^O  =3  -r  83,6C. 

CaH)  —  Oz=z  —  42,00. 

Dégagement  de  chaleur —  41,6  G. 

correspondant  àâ"^  =  0,9  volt,  valeur  voisine  delà  force  élec- 

tromotricc  mesurée.  On  remarquera  en  effet  que  la  chaleur  dégagée 
par  Toxydation  du  zinc  n*est  ici  qu'approchée,  car  il  n'a  pas  été 
tenu  compte  de  la  chaleur  de  dissolution  ou  de  combinaison  de 
Thydroxyde  de  zinc  dans  la  potasse  ou  la  soude. 

2*  Accumulateur  zinc  \  potasse  \  oxyde  de  nickel^,  —  Le  fonction- 
nement de  ce  couple  réversible  est  identique  au  précédent  ;  seul,  le 
dépolarisant  est  changé  et  le  sesquioxyde  de  nickel  a  remplacé 
Toxydule  de  cuivre.  L'avantage  de  cette  substitution  résiderait  dans 
ce  fait,  qui  a  été  indiqué  par  Titus  Ritter  von  Michalowski  *, 
que  le  sesquioxyde  de  nickel  est  un  composé  endothermique  et 
que  sa  décomposition  engendre  par  suite  un  dégagement  de  chaleur. 
Grâce  à  cette  propriété,  la  force  électromotrice  possède  une  valeur 
beaucoup  plus  élevée  que  dans  le  cas  précédent. 

Si  on  traduit  l'action  réversible  de  ce  couple  par  Téquation  : 

Zn  -f  2K0H+  Ni203  Z^H  5^"  (OK)»  +  2NiO  +  H»0, 

les  données  thermochimiques  permettent  de  calculer  de  la  façon 
suivante  la  force  électromotrice  : 

Zn  +  0  +  H20  =  +  83,6  C. 
Xi203  —  0  =  +    1,8  C.3 
Dégagement  total  de  chaleur +  85,4  C. 

85  4 
qui  correspondrait   à  la    force   électromotrice  ^-~r=   1,84   volt, 

d'après  von  Michalowski. 
En    prenant    les    données     thermochimiques  de  YAnni^aire  du 

1.  Dans  le  brevet  français  261883,  du  4  décembre  1896,  Kriéger  a  revendiqué 
i*eraploi  de  ce  couple,  pour  lequel  il  a  trouvé,  comme  force  électromotrice, 
1,82  volt. 

2.  Brevet  anglais  15370,  du  26  juillet  1899;  —  Éclairage  électrique,  t.  XXH» 
p.  415. 

3.  D'après  St.-V.  Laszczynski,  Zeitschr.  f.Elekirochemie,  t.  VII,  p.  321. 


ACCUMULATEURS  DIVERS 


437 


Bureau  des  Longitudes,  on  trouve  cependant  que  la  réduction  de 
Ni*0'  en  NiO  doit  donner  lieu  non  pas  à  un  petit  dégagement, 
mais  à  une  petite  absorption  de  chaleur.  On  a  en  effet,  d'après  ces 
chiffres  : 

Ni  +  0  (hydraté)  =  +    61,4  C. 

>'ii  _f-  03      --        =  +  122,2 

il  en  résulterait  pour  la  réduction  de  Ni-0^  en  NiO  une  absorption 
de  0,6  C.  Le  dégagement  total  de   chaleur  du  couple  serait  alors  : 

83,6  —  0,6  =  83  C. 

et  la  force  électromotrice  : 


83 


2.23 


=  1,80  volt, 


valeur  bien  rapprochée  de  la  précédente. 

La  précision  des  mesures  thermochimiques  n'étant  pas  suffisante, 
on  peut  dire  que,  si  le  sesquioxyde  de  nickel  n'est  pas  endother- 
mique,  il  est  bien  près  de  la  neutralité,  et  qu'on  peut  pratiquement 
considérer  que  sa  réduction  à  l'état  d'oxyde  se  fait  sans  absorption 
ni  dégagement  de  chaleur.  C'est  là  évidemment  un  gros  avantage 
sur  l'oxydule  de  cuivre,  dont  la 


18^ 


IBS 


réduction  en  cuivre  absorbe  une 
notable  quantité  de  chaleur. 

Von  Michalowski  a  trouvé 
comme  force  électromotrice  par 
mesure  directe  la  valeur  1,85  volt. 

La  courbe  de  la  figure  160  mon- 
tre, d'après  Laszczynski  S  Tallure 
delà  décharge  en  une  heure  d'un 
accumulateur  zinc  |  potasse  | 
sesquioxyde  de  nickel  composé  de 
deux  positives  150  X  150  milli- 
mètres, pesant  710  grammes,  et  de  trois  négatives  150  X  150  milli- 
mètres, pesant  105  grammes.  La  décharge  est  effectuée  ici  à  l'inten- 
sité 15  ampères.  Pour  une  masse  de  815  grammes  d'électrodes,  la 
capacité     atteint  donc    15   ampères-heures.     Comme    la    tension 


20     50     4(7 
Minutes 

FiG.  160.  —  Courbe  de  décharge  d'un 
accumulateur  zinc-sesquioxyde  de 
nickel. 


1.  Éclairage  électrique,  t.  XXIX,  p.  184. 


438  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

moyenne  est  égale  à  1^60  volt,  on  en  déduit  que  Ténergie  massique 
de  cet  élément  s'élève  à  29,4  watts-heures  par  kilogramme  d'élec- 
trodes au  régime  d'une  heure,  valeur  qui  n'est  pas  supérieure  à 
celle  que  l'on  peut  obtenir  avec  l'accumulateur  au  plomb. 

Pour  une  décharge  en  deux  heures,  la  tension  moyenne  atteint 
1,65  volt  ;  elle  monte  à  1,70  volt  pour  celle  en  trois  heures. 

Quoique  supérieure  à  l'accumulateur  à  oxyde  de  cuivre,  tant 
sous  le  rapport  de  la  force  électromotrice  que  sous  celui  des  actions 
locales  (l'oxyde  de  nickel  étant  plus  insoluble  dans  l'électrolyte  que 
Toxyde  de  cuivre),  ce  nouvel  élément  possède  les  inconvénients 
inhérents  à  l'emploi  des  cathodes  solubles  :  irrégularité  du  dépôt 
électroly tique,  courts-circuits,  chutes  de  métal,  etc. 

Disons  en  outre  que,  dans  ces  deux  accumulateurs,  la  quantité 
d'électrolyte  doit  être  assez  élevée,  car  la  solubilité  du  zinc  dans  les 
alcalis  n'est  pas  très  grande;  c'est  ainsi  qu'au-dessus  de  15  0/0 
de  zinc  la  solution  commence  à  déposer  des  cristaux  de  zincate. 

On  peut  être  étonné  du  fait  que  l'élément  au  sesquioxyde  de 
nickel  ne  donne  pas  une  capacité  spécifique  plus  élevée  en  com- 
paraison de  l'élément  au  plomb.  En  effet,  à  la  cathode,  il  suffit  d'une 
masse  1,2  de  zinc  par  ampère-heure,  tandis  que,  pour  le  plomb, 
on  doit  disposer  de  S^^Sô.  A  l'anode,  pour  une  même  quantité 
d'oxygène  (16  grammes)  disponible,  il  faut  théoriquement  165  grammes 
seulement  de  sesquioxyde  de  nickel,  tandis  que  l'on  doit  avoir  dans 
l'élément  au  plomb  239  grammes  de  peroxyde. 

C'est  qu'il  y  a  à  considérer  ici  le  coefficient  d'utilisation  de  la 
matière  active.  Dans  le  cas  du  sesquioxyde  de  nickel,  la  formalio  n 
d'une  matière  active  travaillant  suffisamment  en  profondeur  paraît 
assez  difficile  à  réaliser.  Les  méthodes  employées  pour  peroxyder 
le  plomb  ou  pour  constituer  l'oxyde  de  cuivre  sont  inapplicables 
ici. 

D'après  Laszczynski,  la  formation  Planté,  par  exemple,  n'agit 
pas  sur  le  nickel  compact,  mais  seulement  sur  le  nickel  tellement 
poreux  que  sa  durée  et  sa  solidité  en  sont  fortement  compromises. 
T.  R.  von  Michalowski }  a  expérimenté  la  formation  Planté  et  n'a 
obtenu  qu'une  couche  excessivement  mince  d'oxyde,  même  en 
employant  du  nickel  très  poreux.  Une  élévation  de  température 
jusqu'à  100°  G.   n'apportait  aucune  amélioration.  En  solution  alca- 


1.  Cenlralblatt  f.  Àccumulatoren- und  Elément  en  kunde.i   1,  p.  300;  —  Èclai- 
rage  électrique^  t.  XXV,  p.  45. 


ACCUMULATEURS  DIVERS  439 

Une,  il  obtenait  plus  rapidement  une  couche  d'oxyde;  mais  celle-ci 
n*était  pas  adhérente. 

L*addition  d'oxydants  dans  la  solution  hydratée  ne  favorise  pas 
davantage  la  formation.  L'échaufTement  de  la  plaque  dans  un  cou- 
rant d'air  qui  réussit  à  transformer  le  cuivre  en  oxyde  n'amène  pas 
l'oxydation  des  électrodes  de  nickel. 

D'après  l'auteur  précédent,  il  est  possible  d'obtenir  une  oxyda- 
tion du  nickel  en  le  chauffant,  non  dans  l'air,  mais  dans  l'oxygène 
pur  ou  encore  dans  l'air  comprimé.  On  peut  employer  également 
tous  les  gaz  capables  de  céder  facilement  leur  oxygène.  Il  suffit  de 
chauffer  au-dessus  de  30^  pour  avoir  une  bonne  oxydation  ;  celle-ci 
d'ailleurs  ne  pénètre  pas  très  profondément  et  laisse  une  partie  du 
métal  inattaqué  comme  conducteur.  Les  agents  oxydants  qui 
cèdent  facilement  leur  oxygène  entre  300  et  600**  C.,tels  que 
nitrates  et  chlorates,  conviennent  également  bien,  et  parmi  eux  le 
nitrate  d'ammoniaque  est  tout  désigné,  puisqu'il  ne  laisse  aucun 
résidu  par  échauiïement.  Pour  l'emploi  de  celui-ci,  on  imbibe  le 
nickel  poreux  avec  le  sel  fondu,  puis  on  chauffe  avec  précau- 
tion ;  on  répète  plusieurs  fois  cette  opération.  On  peut  aussi 
oxyder  avec  l'oxygène  naissant,  en  utilisant  le  nickel  comme  anode 
dans  l'électrolyte  fondu  à  une  température  de  300  à  600*».  On  obtient 
ainsi  une  couche  dure  et  compacte  d'oxyde  de  nickel. 

Pour  Tobtention  du  nickel  poreux,  von  Michalowski^  dépose  par 
voie  électrolytique  le  nickel  de  ses  solutions  renfermant  du  fer,  du 
zinc  et  autres  métaux  analogues.  Il  obtient  ainsi  un  dépôt  ren- 
fermant le  nickel  et  un  métal,  fer  ou  zinc,  qu'il  élimine  ensuite  chi- 
miquement, de  sorte  qu'il  reste  une  carcasse  de  nickel  poreux  et 
solide.  On  peut  également  faire  en  sorte  que  les  métaux  étrangers 
(le  zinc  par  exemple),  au  moment  où  ils  se  déposent,  décomposent 
la  solution  de  sel  de  nickel  avec  séparation  de  nickel  poreux.  Par  ce 
dernier  moyen,  il  se  forme  une  carcasse  de  nickel  solide  déposé 
primairement,  mélangée  de  nickel  poreux  déposé  secondairement,' 
par  l'action  locale  du  zinc  sur  la  solution  du  sel  de  nickel. 

D'après  Laszczynski,  un  des  procédés  employés  consiste  à  déposer 
par  électrolyse  un  alliage  nickel-zinc  sur  un  réseau  conducteur 
constitué  par  un  (in  tissu  en  fil  de  nickel.  Cet  alliage  est  solide, 
gris,  brillant,  cassant  pour  les  fortes  teneurs  en  zinc,  élastique  pour 
des  teneurs  ne  dépassant  pas   10  à  20  0/0.  Le  support  ainsi  recou- 

i.  Brevet  français  303763,  du  15  septembre  1900;  —  Éclairage  électrique, 
t.  XXIX, p. 20. 


440  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

vert  est  porté  dans  une  lessive  alcaline  où,  par  suite  de  Faction 
locale,  le  zinc  se  dissout,  laissant  un  squelette  de  nickel  poreux,  mais 
solide.  Les  pores  de  celui-ci  sont  remplis  d'oxyde  de  nickel; 
on  peut  alors  considérer  que  presque  chaque  molécule  d'oxyde  de 
nickel  est  en  contact  avec  le  support.  De  telles  électrodes  positives 
seraient  capables  de  donner  une  capacité  massique  de  25  ampères^ 
heures  au  régime  de  20  ampères  par  kilogramme  de  positives.  Ce 
chiffre  est  inférieur  à  celui  qu'on  peut  obtenir  de  la  plaque  PbO^  de 
Faccumulateur  au  plomb.  Cette  dernière  anode  a  en  outre  sur  celle 
au  sesquioxyde  de  nickel  l'avantage  d'être  beaucoup  plus  écono- 
mique, puisque  le  prix  actuel  du  nickel  est  environ  dix  fois  plus 
élevé  que  celui  du  plomb. 

L'inconvénient  précédemment  signalé  de  la  dissolution  du  métal 
de  la  cathode  pendant  la  décharge  du  couple  Zn  |  KOH  |  Ni^O*  a  été 
évité  par  Laszczynski  en  remplaçant  la  potasse  par  un  carbonate 
alcalin.  La  cathode  étant  constituée  par  une  plaque  de  zinc  empâtée 
d'un  mélange  de  carbonate  de  zinc  et  d'eau,  et  l'anode  une  plaque  à 
oxyde  de  nickel,  à  la  charge  il  se  produit  la  réaction  suivante  : 

ZnG03  +  K2C03  +  H^O  +  2NiO  1=  Zn  +  2HKC03  +  Ni^O^. 

L'électrolyte  devient  donc  du  bicarbonate  de  potassium,  et  les 
réactions  inverses  se  passent  à  la  décharge  ;  le  zinc  reforme  du  car- 
bonate de  zinc  insoluble  dans  l'électrolyte.  Cet  élément  a  sur  le 
couple  de  Michalowski  l'avantage  d'une  force  électromotrice  plus 
élevée  et  qui  atteint  2,10  à  2,20 volts. Malheureusement,  si  la  cathode 
d'un  tel  couple  est  rendue  insoluble,  en  revanche  l'anode  est  devenue 
partiellement  soluble,  défaut  incomparablement  plus  grave.  Une 
solution  concentrée  de  bicarbonate  exerce  en  effet  une  action  dissol«- 
vante  sur  le  nickel,  de  sorte  qu'après  quelques  jours  de  fonctionne- 
ment l'électrolyte  en  renferme,  et,  pendant  la  charge,  ce  nickel,  qui 
vient  se  déposer  sur  la  cathode  en  zinc,  y  crée  des  actions  locales 
énergiques. 

Edison  *  qui  a  également  étudié  le  couple  zinc  |  potasse  |  oxyde 
de  nickel,  a  recherché  le  moyen  d'obtenir  pendant  la  charge  un 
dépôt  de  zinc  très  adhérent.  11  a  reconnu  que,  lorsqu'on  électrolyse 
une  solution  de  zincate  alcalin,  le  zinc  se  dépose  à  Tétat  spongieux 
sur  divers  métaux,  principalement  à  cause  de  l'action  locale  élec- 

i.  Brevet  français  314805,  du  8  octobre  1901;  —  Éclairage  électrique,  t.  XXXI, 
p.  256. 


ACCUMULATEURS  DIVERS  441 

trique  entre  le  zinc  et  ce  métal,  avec  formation  d'hydrogène  libre  et 
d'hydroxyde  de  zinc,  qui  déterminent  tous  les  deux  le  caractère 
spongieux  et  non  adhérent  du  zinc. 

Edison  considère  également  que  le  dépôt  de  zinc  d'une  solution 
alcaline  sur  les  différents  métaux  employés  jusqu'ici  est  imprati- 
cable quand  on  n'emploie  pas  le  mercure,  et  qu'il  n'y  a  que  des 
quantités  relativement  petites  de  zinc  qui  peuvent  être  déposées 
sur  l'électrode  amalgamée  avant  de  prendre  le  caractère  spon- 
gieux. 

Edison  propose  le  magnésium  métallique  comme  support  du  zinc 
électrolysé.  Le  magnésium  étant  placé  plus  haut  que  le  zinc  dans  la 
série  électrique,  si  une  action  doitavoir  lieu,  c'est  sur  ce  premiermélal 
qu'elle  s'exercera  et  non  sur  le  zinc.  L'inventeur  trouve  cependant 
qu'en  pratique,  le  magnésium  n'est  pas  attaqué  et  reste  absolument 
neutre;  il  ne  se  produit  pas  d'action  locale  entre  les  deux  métaux  et 
il  n'y  a  formation  ni  d'hydrogène  ni  d'hydroxyde  de  zinc,  comme 
c'était  le  cas  jusqu'ici.  Dans  ces  conditions,  le  zinc  se  dépose  sous 
la  forme  dense  et  adhérente  et,  même  avec  un  courant  de  grande 
intensité,  des  quantités  considérables  de  ce  métal  peuvent  être 
déposées  avant  que  la  surface  arrive  à  manquer  de  cohésion. 

Edison  n'explique  pas  pour  quelles  raisons  le  magnésium  n'est 
pas  attaqué  et  pourquoi  il  n'y  a  pas  d'action  locale  avec  le  zinc,  ce 
dernier  étant  beaucoup  moins  oxydable  que  le  magnésium.  11  croit 
cependant  que  le  magnésium  se  recouvre  d'une  couche  excessive- 
ment mince  d'oxyde  insoluble  dans  le  liquide  et  sur  laquelle  vient 
se  déposer  le  zinc. 

L'anode  au  peroxyde  de  nickel  qu'il  emploie  dans  ce  couple  est 
la  même  que  celle  qui  est  décrite  plus  loin.  L'électrolyte  est  une 
solution  de  soude  à  20  0/0,  à  laquelle  on  a  ajouté  du  zinc  jusqu'à 
saturation  presque  complète.  La  charge  est  poussée  jusqu'à  ce  que 
75  0/0  du  zinc  soit  déposé. 

3**  Accumulateur  thallium  \  soude  \  peroxyde  de  ihallium.  —  Cet 
accumulateur  n'a  qu'un  intérêt  théorique,  par  suite  du  prix  excessif 
du  thallium  ;  il  a  été  étudié  par  L.  Jonas  *. 

A  la  fin  de  la  charge,  il  est  composé  de  thallium  à  l'électrode 
négative,  de  peroxyde  de  thallium  TPO'  à  l'électrode  positive,  dans 
une  solution  de  soude.  Pendant  la  décharge,  le  thallium  s'oxyde,  et 
le  peroxyde  de  thallium  se  réduit,  et,  dans  les  deux  cas,  l'hydroxyde 

1.  Éclairage  électrique,  t.  XXXVI,  p.  187;  1»'  août  1903, 


442  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

de    thallium  TIOH   se  forme  et  entre  en  solution.  L'équation  de 
décharge  est  ainsi  : 

T1203  +  4TI  +  3H20  =  6TI  +  60H. 

Les  réactions  inverses  se  passent  à  la  charge. 

La  force  électromotrice  du  couple  est  d'environ  0^6  volt. 

Théoriquement,  la  capacité  massique  atteint  respectivement  234,6 
et  131,0  ampères-heures  par  kilogramme  de  TPO^  et  de  Tl,  tandis 
que  Ton  doit  avoir  respectivement  224,2  et  259,1  ampères-heures 
par  kilogramme  de  PbO*  et  de  Pb. 

Accumulateurs  à  éleotrolyte  invariable.  —  Ernst  Waldemar 
Jungner  *  a  réalisé  une  classe  d'accumulateurs  qui  offrent,  au  point 
de  vue  théorique,  un  certain  intérêt  :  dans  le  fonctionnement  de  ces 
couples  réversibles,  en  effet,  Télectrolyte  ne  varie  ni  dans  sa  compo- 
sition ni  dans  sa  concentration.  Pour  atteindre  ce  but,  il  est  néces- 
saire que  Télectrolyse  ne  décompose  en  ses  éléments  que  le  solvant, 
Teau.  L'auteur  emploie,  à  cet  effet,  les  hydrates  dont  les  radicaux 
métalliques  décomposent  l'eau,  tels  que  potasse,  soude,  etc.  Comme 
matières  actives,  il  prend  les  métaux  dont  les  combinaisons  hydroxy- 
lées  ne  peuvent  pas  exister  dans  l'électrolyte  et  se  décomposent  en 
oxyde  et  eau;  ces  oxydes  doivent  également  être  insolubles  dans 
l'électrolyte.  Les  supports  les  mieux  appropriés  sont  ceux  en  nickel 
ou  en  cuivre,  dont  les  oxydes  sont  insolubles  dans  les  alcalis.  Parmi 
ces  éléments,  on  peut  mentionner  : 

i^  Accumulateur  cuivre  \  potasse  \  peroxyde  cT argent, —  L'électrode 
positive  est  constituée  par  un  support  en  nickel  empâté  de  peroxyde 
d'argent  pulvérisé,  mélangé  d'un  ciment;  l'électrode  négative  est  un 
support  en  cuivre  dans  lequel  on  comprime  du  cuivre  finement 
divisé.  Les  électrodes  sont  séparées  entre  elles  par  un  mince  papier 
d'amiante  imprégné  de  solution  alcaline. 

A  la  décharge,  on  obtient  les  réactions  suivantes  : 

Ag202  +  2K0H   f  2Gu  =  Ag^O  +  2CuOH  +  K«0 

K20  +  H20  =  2K0H 

2CuOH  =  Gu20  +  H^O. 

A  la  fin  de  la  décharge,  l'électrolyte  est,  comme  on  le  voit,  dans 
le  même  état  qu'au  commencement. 

1.  Brevet  allemand  110210,  du  31  mars  1899;  —  Éclairage  électrique,  t.  XXIV, 
p.  389. 


ACCUMULATEURS  DIVERS  443 

-La  force  électromotrice  qui  correspond  à  ces  réactions  est  égale 
à  0,93  volt.  La  réduction  du  peroxyde  d'argent  peut  aller  plus  loin 
et  jusqu'à  l'argent  métallique,  s'il  reste  encore  du  cuivre  pour  con- 
tinuer la  réaction.  Dans  cette  deuxième  période,  les  actions  cki* 
miques  peuvent  être  représentées  par  Téquation  : 

Ag«0  +  2K0H  +  2Cu  =  Âg»  +  2K0H  f  Cxi^O, 

l'électrolyte  ne  variant  toujours  pas  de  composition.  La  force  élec- 
tromotrice correspondant  à  cette  réaction  est  égale  à  0,63  à  0,70  volL 

Ce  couple  est  réversible,  et  les  actions  inverses  se  produisent  à  la 
charge. 

Jungner  prépare  son  anode  en  coulant  du  chlorure  d'argent  sur 
une  grille  conductrice.  11  réduit  ensuite  en  argent  métallique,  puis 
peroxyde  par  le  courant  l'argent  spongieux  ainsi  obtenu. 

2°  Accumulateur  oxyde  ferreux  \  potasse  \  bioxyde  de  manganèse, 
.—  Dans  un  tel  couple  réversible,  la  réaction  est  la  suivante  : 

Fe(0H)2+  KOH  +  Mn(OH)<=:  Fe(OH)3  4-  KOH  +  Mn(0H}3 

et  l'électrolyte  ne  change  pas  de  composition  * . 

L'invariabilité  de  l'électrolyte  permet  la  réduction  de  la  quantité 
de  celui-ci,  dont  une  couche  très  mince  suffit,  ce  qui  réduit  la  résis- 
tance intérieure  et  le  poids.  N'intervenant  pas  dans  les  réactions, 
l'électrolyte  ne  peut  ainsi  jamais  limiter  la  capacité,  et  sa  quantité 
peut  alors  être  réduite  au  minimum. 

D'après  Jungner,  ces  éléments  joufraient  en  outre  d'une  très  grande 
durée  par  suite  de  la  faible  variation  de  volume  des  matières  actives 
en  charge  et  en  décharge  ;  de  plus,  ils  n'auraient  pas  d'actions  locales 
et  seraient  insensibles  à  la  température  3. 

^^  Accumulateur  cadmium  \  soude  \  oxyde  de  cuivre,  —  Dans  celte 
catégorie  peut  se  ranger  le  couple  cadmium  |  soude  |  oxyde  de  cuivre, 
breveté  par   Edison  3,  et  qui   ne  diffère   de  la  pile   réversible  de 

1.  D'après  Jungner,  l'énergie  spécifique  de  ce  couple  serait  de  40  à  50  watts- 
heures  par  kilogramme  de  masse  totale,  et  la  puissance  spécifique  de  5  à  10  watts 
par  kilogramme  de  poids  total.  Aucune  indication  n'est  donnée  quaat  à  la  force 
électromotrice. 

2.  Cependant,  à  notre  connaissance,  aucune  réalisation  pratique  de  ces  deux 
derniers  éléments  n'a  été  effectuée.  Pour  le  premier,  le  prix  très  élevé  de  l'argent 
surfit  à  empêcher  cette  réalisation. 

3.  Brevet  aiiglais  20960,  du  20  novembre  1900  ;  —  Éclairage  électrique,  t.  XXVII, 
p.  273. 


444  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Lalande  et  Chaperon  que  par  le  remplacement  du  zinc  par  le  cadmium. 
Au  point  de  vue  du  fonctionnement,  il  en  résulte  une  différence  assez 
notable,  car  le  cadmium  se  transforme  pendant  la  décharge  en 
oxydule  insoluble  dans  Talcali  et,  comme  Toxydule  de  cuivre  formé 
pendant  la  charge  est  également  insoluble,  il  en  résulte  que  Télec- 
trolyte  ne  varie  pas  de  composition  pendant  les  différents  états.  Aussi 
suffit-il  de  placer  ici  entre  les  plaques  des  feuilles  minces  d'amiante 
imprégnées  d'une  solution  à  10  0/0  de  soude  pure. 

Edison  obtient  le  cadmium  très  pur  et  très  finement  divisé  en 
électrolysant  une  solution  faible  de  sulfate  de  cadmium  à  Taide  d'un 
fort  courant  entre  une  cathode  de  platine  et  une  anode  en  tôle  de 
cadmium.  Le  cadmium  déposé  est  recueilli  et,  après  lavage,  introduit 
dans  les  poches  d'un  support  en  nickel  ou  en  fer  nickelé. 

Nous  avons  signalé,  à  propos  de  l'accumulateur  zinc  |  potasse  | 
oxyde  de  cuivre,  l'inconvénient  inévitable  résultant  de  la  production, 
pendant  la  charge,  non  seulement  de  l'oxydule  de  cuivre  insoluble, 
mais  encore  d'une  petite  quantité  d'hydrate  d'oxyde  de  cuivre  par- 
tiellement soluble  et  qui,  par  conséquent,  est  la  cause  d'un  dépôt 
éleclrolylique  de  cuivre  sur  le  zinc,  dépôt  qui  se  produit  malgré  l'in- 
terposition de  diaphragmes  poreux  <  et  provoque,  avec  une  action 
locale  énergique,  une  rapide  destruction  de  l'élément. 

D'après  Edison,  avec  du  cuivre  très  finement  divisé,  il  ne  se  pro- 
duirait que  l'oxydule  de  cuivre  anhydre  insoluble,  tandis  que  la  pré- 
sence de  cuivre  massif  ou  de  cuivre  divisé  sutfisamment  comprimé 
provoquerait  la  formation  de  l'hydroxyde  soluble.  Il  obtient  du  cuivre 
très  finement  divisé  par  la  réduction  du  carbonate  de  cuivre  par 
l'hydrogène.  Il  opère  cette  réduction  à  la  plus  basse  température 
possible,  précaution  indispensable  pour  avoir  un  cuivre  de  faible 
densité.  Le  cuivre  est  légèrement  comprimé  en  blocs  que  Ton  intro- 
duit dans  les  supports  en  nickel  ou  en  fer  nickelé,  en  évitant  toute 
égratignure  qui  augmenterait  la  densité  en  certains  points.  Ainsi  cons- 
tituées, les  anodes  sont  chauffées  à  une  température  suffisante  pour 
oxyder  le  cuivre  en  oxyde  noir,  température  qui  ne  doit  pas 
dépasser  200^  C,  afin  de  ne  pas  provoquer  d'augmentation  nuisible 
de  densité.  Les  anodes  sont  ensuite  réduites  électrolytiquement  en 
cuivre,  que  la  charge  transforme  en  oxydule  rouge. 

En  admettant  que  l'obtention  d'hydroxyde  de  cuivre  ait  été  évitée 
par  ce  procédé  de  préparation,  l'élément  en  question  possède  d'autres 

1.  On  sait  combien  peu  de  ces  diaphragmes  peuvent  résistera  l'action  des 
alcalis  caustiques. 


ACCUMULATEURS  DIVERS  445 

inconvénients  sudisants  pour  le  rendre  pratiquement  inférieur  à  Tac- 
cumulateur  au  plomb.  Sa  force  électromotrice  est  très  faible,  et  il 
faut  compter  qu'une  décharge  en  sept  heures  ne  donne  que  0,35  volt 
comme  différence  de  potentiel  moyenne.  La  tension  moyenne  à  la 
charge  atteignant  0,7  à  0,8  volt,  le  coefficient  de  baisse  est  donc 
de  0,5  environ,  ce  qui  rend  le  rendement  en  énergie  inférieur  à  0,5. 
A  ces  inconvénients  vient  encore  s^ajouter  le  prix  très  élevé  des 
substances  employées,  en  particulier  du  cadmium,  qui  ne  se  trouve 
c[u'en  quantité  extrêmement  limitée  dans  la  nature. 

\^  Accumulateur  fer  \  potasse  \  oxyde  de  nickel, —  Rdison  a  récem- 
ment* revendiqué  l'emploi  de  ce  couple  réversible,  qui  ne  diffère 
de  celui  de  Michalowski  que  par  la  substitution  du  fer  au  zinc,  subs- 
titution d'ailleurs  très  importante,  puisque  la  cathode  de  fer,  sous 
tous  ses  états,  est  insoluble  dans  les  alcalis,  ce  qui  permet  de  classer 
le  nouvel  accumulateur  parmi  ceux  à  éleclrolyte  invariable. 

Ce  couple  a,  sur  le  précédent,  l'avantage  d'une  force  électromo- 
trice plus  élevée;  celle-ci  atteint  i, 5  volt  fin  charge,  puis  baisse  rapi- 
dement pendant  la  décharge  jusque  1,3  à  1,4  volt,  et  plus  lentement 
ensuite  jusque  1,1  volt  à  l,âvolt.  La  différence  de  potentiel  moyenne 
utile  varie  de  1,1 4  à  1,23  volt  pour  les  régimes  de  trois  à  cinq  heures; 
c'est  ce  qui  ressort  clairement  /les  courbes  figures  161  et  162,  qui 
se  rapportent  à  un  accumulateur  Edison  d'une  masse  totale  de 
9525  grammes*.  Le  crochet  de  la  décharge  se  produit  à  1  volt  envi- 
ron. De  ces  courbes  on  peut  déduire  les  principales  caractéristiques, 
qui  ont  été  résumées  dans  le  tableau  133. 

TABLEAU   133 

DURÉE  DE  LA  DÉCHARGE  4"  ôô'  3"  10 

Intensité  massique  en  amp.  :  kg.  d'élément 4,40          7, 87 

Capacité  massique  correspondante,  en  amp. -heures  : 

kg.  d'élément 22,30        25, 19 

Différence  de  potentiel  moyenne  à  la  décharge, 

en  volt 4 ,  235        J ,  14 

Puissance  massique  en  watts  :  kg.  d'élément 5,51          8, 97 

Énergie  massique  correspondante,  en  watts-heures: 

kg.  d'élément 27,61         28,72 

1.  Brevet  français  307864,  du  5  février  1901  ;  —  brevet  anglais  2490,  du 
5  février  1901. 

2.  D'après  la  communication  du  D'  A.-E.  Kennelly  à  V  «  American  Institute  of 
Electrical  Engineers  ». 


446 


LES  ACCrMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Sans  tenir  compte  de  la  petite  anomalie  qui  résulte  de  Ténergie 
massique  un  peu  plus  élevée  dans  le  cas  du  régime  plus  rapide,  on 


-i — ' — ' — j — — — r 

Tênyfs  •»  heures 
Fio.  161.  —  Courbe  de  décharge  de  raccumulateur  Edison. 

peut  conclure,  en  comparant  avec  les  résultats  donnés  par  les  accu- 

rri^ — r 


Tê/T^  en  Heures 
Fio.  162.  —  Courbe  de  décharge  de  l'accumulateur  Edison. 

mulateurs  au  plomb  les  plus  légers*,  que  Télément  Edison  possède 

1.  D'après  V Eclairage  électrique,  t.  XXIV,  p.  2u0,  les  accumulateurs  T.  E.  M.  de 
la  Société  pour  le  Travail  électrique  des  métaux  donnent  les  valeurs  suivantes  : 

DCRÉE   DE   LA    OKCHaRGE   ET*    HErnES  5  'î 

Inteosité  massique,  en  amp.  :  kg.  d'élément 2,81  4,02 

Ijipacilé  massique   correspondante,    en    amp.-brures  :   kg.  d'élé- 

rncnl 14,10  12,10 

Diflérence  de  potentiel  moyenne  à  la  déchargo,  en  volt 1 ,95  1  ,^ 

Puissance  massique,  en  watts  :  kg.  d'éU'menl 5,47  7,/l 

Encr^Hi-  massique  correapondanle,  en  watla-hturts  :  kg. d'élément.  27,49  23, 2â 


/ 


ACCUMUI-ATEURS  DIVERS  447 

■ 

tine  énergie  massique  bien  peu  supérieure  à  Télément  au  plomb  ; 
encore  peut-on  avec  celui-ci  dépasser  30  watts-heures  par  kilogramme 
d'élément  au  régime  de  cinq  heures,  si  on  consent  à  diminuer  suffi- 
samment lepaisseur  des  plaques,  ce  qui  diminue  en  même  temps 
leur  durée. 

On  serait  en  droit  d'attendre,  d'après  la  théorie,  une  supériorité 
bien  plus  manifeste  du  couple  fer  |  potasse  |  oxyde  de  nickel  ;  car 
s'il  faut  3«',86  Pb  et  4if%46  PbO»,  soit  en  tout  8»%32  de  matière 
active,  par  ampère-heure  dans  l'élément  au  plomb,  il  doit  suffire, 
dans  l'élément  Edison,  de  ls%045  Fe  et  iK%685  NiO'«  en  admettant 
la  transformation  en  NiO,  ou  2.1,683  =  3p%37  NiO^  en  admettant, 
avec  Marsh,  la  transformation  en  Ni'O^  ou  encore  3«' ,072  de  Ni^O*  en 
supposant,  avec  de  Michalowski,  la  réduction  de  Ni^O^  en  NiO,  soit 
en  tout,  au  maximum,  la  moitié  du  poids  de  matière  active  nécessité 
par  l'accumulateur  au  plomb. 

C'est  qu'on  doit  tenir  compte,  en  effet,  du  coefficient  d'utilisation 
de  la  matière  active,  beaucoup  plus  faible  dans  l'élément  Edison. 

On  sait  quelles  difficultés  on  rencontre  dans  la  constitution  d'un 
oxyde  supérieur  de  nickel  suffisamment  actif.  Pldison  paraît  avoir 
vaincu  ces  difficultés.  D'après  son  brevet  français  307864,  il  constitue 
de  la  façon  suivante  la  matière  active  positive  : 

On  part  de  l'hydrate  d'oxyde  de  nickel  précipité  ;  on  le  sèche  len- 
tement à  la  température  ordinaire,  et  on  le  pulvérise  de  façon  à  le 
faire  passer  au  crible  de  6,4  mailles  environ  par  millimètre  carré, 
7  parties  de  cette  poudre  sont  alors  mélangées  à  3  parties  de 
graphite;  le  tout,  humecté  d'eau,  est  tassé  successivement  en  petites 
quantités  dans  les  poches  des  plaques.  Les  plaques  ainsi  obtenues 
sont  oxydées  électrolytiquement  dans  la  potasse,  avec  une  densité  de 
courant  de  0,008  ampère  par  centimètre  carré.  Le  graphite  est  ici 
nécessaire  pour  obtenir  une  bonne  formation  dans  toute  la 
masse. 

On  n'y  parvient  pas  sans  cette  précaution,  quoique  les  oxydes 
supérieurs  de  nickel  et  de  cobalt  paraissent  être  conducteurs.  Les 
hydrates  d'oxyde  de  nickel  sont  utilisés  ici  de  préférence  aux  autres 
combinaisons  de  nickel,  parce  qu'ils  sont  faciles  à  fabriquer,  qu*ils 
se  gonflent  par  l'introduction  du  liquide  dans  les  poches,  de  sorte 
qu'on  obtient  un  contact  intime  et  une  grande  solidité.  Enfin  ils  ne 
sont  pas  réductibles  électrolytiquement  en  métal. 

1.  D'après  Edison,  c'est  le  peroxyde  NiO^  qui  se  formerait  à  la  charge. 


448  LES  ACCUMULATEURS  ÉI^CTRIQUES 

■ 

Dans  un  brevet  plus  récent  \  Edison  indique  le  procédé  suivant 
d'obtention  de  la  matière  active  positive. 

Pour  produire  Thydroxyde  de  nickel,  à  la  positive,  ayant  les  qualités 
déjà  décrites,  on  précipite  une  solution  bouillante  de  nitrate  de 
nickel  à  l'aide  d'une  quantité  suffisante  d*hydroxyde  de  magnésium. 
Après  six  ou  huit  lavages  et  décantages  successifs,  l'oxyde  de  nickel 
hydraté,  absolument  exempt  d'impuretés,  est  filtré  et  séché.  La 
précipitation  pourrait  être  également  effectuée  par  les  hydrates 
d'oxydes  de  calcium  ou  de  strontium;  mais  celui  de  magnésium 
convient  mieux. 

Sous  cette  forme,  Thydroxydede  nickel  peut  être  employé  dans  les 
poches  ;  mais,  sous  l'action  d'une  solution  alcaline,  il  gonfle  et  exerce 
une  pression  excessive  sur  les  parois  des  poches.  Edison  a  trouvé 
que,  si  l'hydroxyde  vert  est  oxydé  davantage,  en  peroxyde  hydraté, 
le  gonflement  est  réduit  dans  les  limites  d'élasticité  des  parois.  Pour 
cette  raison,  il  fait  passer  un  courant  de  chlore  gazeux  sur  l'hy- 
droxyde sec,  qui  se  transforme  ainsi  en  peroxyde  pendant  que  l'acide 
chlorhydrique  formé  donne  une  certaine  quantité  dechlorure  de  nickel 
qu'on  élimine  ensuite  par  lavage  et  qui  peut  servir  à  la  préparation 
d'une  nouvelle  quantité  d'hydroxyde. 

Après  séchage,  le  peroxyde  de  nickel  est  mélangé  avec  du  gra- 
phite; on  emploie  ici  en  poids  4  parties  de  ce  dernier  pour  10  de 
peroxyde.  La  proportion  de  graphite  est  plus  grande  qu'à  la  cathode, 
car  l'oxyde  de  nickel  est  moins  conducteur  que  le  fer. 

Si  l'on  ne  se  sert  pas  des  alcalis  solubles  pour  la  précipitation, 
c'est  que  l'hydroxyde  est  ainsi  obtenu  sous  la  forme  colloïdale  ;  il  est 
volumineux,  difficile  à  laver  et  à  produire  à  bon  marché.  De  plus,  au 
lieu  de  sécher  comme  une  poudre,  il  sèche  en  masse  dure  et  vitreuse 
et,  dans  les  poches,  gonfle  énormément. 

En  précipitant  directement  un  sel  de  nickel  par  les  hypochlorites 
de  potassium  ou  de  sodium,  le  peroxyde  hydraté  a  les  mêmes  qualités 
colloïdales  nuisibles.  D'autre  part,  s'il  est  produit  par  le  chlore,  il  est 
imparfait,  difficile  à  purifier  et  gonfle  d'une  manière  nuisible.  Ces 
imperfections  n'ont  pas  lieu  en  partant  de  la  magnésie  hydratée. 

Rudolf  GahP  propose  d'empâter  dans  les  supports  non  pas  les 
oxydes  du  nickel,  mais  ses  sels.  Avant  la  formation,  les  plaques 
empâtées  sont  trempées  dans  une  lessive  alcaline,  de  façon  à  préci- 
piter à  la  surface  l'hydrate  d'oxydule  de  nickel.  On  obtient  ainsi  une 

1.  Brevet  français  311020.  du  21  mai  1901. 

2.  Brevet  allemand  142711,  du  6  décembre  1900. 


accumuijvteurs  divers  449 

meilleure  adhérence  de  la  matière  active  au  support  et,  en  outre,  une 
oxydation  plus  rapide  pendant  la  formation  qui  a  lieu  ensuite. 

La  pâte  est  constituée  d'un  mélange  de  sels  de  nickel  plus  ou  moins 
solubles  et  d'eau.  Les  plaques  empâtées  sont  ensuite  plongées, 
immédiatement  ou  après  séchage,  dans  une  lessive  alcaline.  La 
couche  dure  superficielle  d'oxydule  de  nickel  formé  protège  les 
couches  plus  profondes  du  sel  de  Tattaque  rapide  de  la  lessive  et 
évite  les  gonflements  et  les  chutes  de  matière.  Après  obtention  de 
la  couche  superficielle,  la  plaque  est  soumise  â  Faction  du  courant, 
soit  dans  la  même  lessive  alcaline,  soit  dans  une  nouvelle.  Pendant 
cette  charge,  Thydrate  d'oxydule  de  nickel  fraîchement  précipité  est 
transformé  en  oxyde  supérieur.  11  est  à  remarquer  que  cet  oxydule 
fraîchement  précipité  se  laisse  beaucoup  plus  facilement  peroxyder 
par  le  courant  électrique  que  Toxydule  préparé  par  d'autres  voies. 

La  précipitation  de  Toxydule  se  fait  de  proche  en  proche  de  la 
surface  vers  l'intérieur,  et  la  peroxydation  qui  se  poursuit  dans  le 
même  sens  détermine  une  augmentation  de  volume  importante,  qui, 
d'une  part,  comprime  solidement  la  matière  active  contre  le  support, 
et,  d'autre  part,  donne  à  la  matière  active  comprimée  la  dureté  de 
la  pierre.  Comme  la  précipitation  de  l'oxydule  de  nickel  des  sels 
de  ce  métal  fait  entrer  en  dissolution  l'acide  de  ces  sels,  il  convient 
de  ne  pas  utiliser  le  liquide  de  formation  comme  électrolyte  de  Taccu- 
mulateur,  mais  de  le  remplacer  par  une  lessive  fraîche. 

Pour  l'obtention  de  la  matière  active  négative,  Edison  *  indique 
les  opérations  suivantes  : 

Huit  parties  de  monosulfure  de  fer  très  finement  pulvérisé  et  dont 
les  particules  ont  traversé  un  crible  possédant  6,4  trous  par  milli- 
mètre carré  sont  mélangées  intimement  avec  2  parties  de  graphite  en 
poudre  dont  les  particules  sont  un  peu  plus  grosses  que  les  ouver- 
tures des  plaques.  Le  mélange  est  humecté  avec  de  la  lessive  de 
potasse  à  20  0/0,  puis  bourré  dans  les  poches  de  la  plaque. 

La  plaque  ainsi  constituée  est  oxydée  électrolytiquement  dans  la 
potasse;  le  soufre  libre  se  dissout  dans  l'alcali,  et  il  se  forme  de 
l'hydroxyde  de  fer.  On  facilite  le  départ  du  soufre  en  renversant 
alternativement  le  sens  du  courant.  L'électrode  est  finalement  réduite 
en  fer  métallique.  Pendant  la  formation  de  l'oxyde  de  fer,  il  se  pro- 
duit une  très  forte  augmentation  de  volume,  de  sorte  qu'une  pression 
considérable  est  exercée  sur  les  parois  de  la  plaque. 

1.  Brevet  français  301864. 

29 


430  LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Le  moDosulfure  de  fer  a  été  choisi  pour  obtenir  la  plus  grande 
masse  possible  d'oxyde  dans  le  plus  petit  espace  et  aussi  dans  le  but 
d'avoir  un  corps  facilement  réductible  électrolytiquement.  Or  les 
oxydes  de  fer  secs  ne  possèdent  pas  cette  dernière  propriété;  les 
hydrates,  qui  sont  très  volumineux,  sont  difficiles  à  utiliser  et,  de  plus, 
ils  se  réduisent  très  peu.  D'autre  part,  le  fer  spongieux  obtenu  par 
réduction  par  Thydrogène  est  peu  oxydable  par  le  courant. 

Le  monohydrate  qu'on  obtient  par  une  ébuUition  de  plusieurs  heures 
de  l'hydroxyde  ordinaire  dans  l'eau  est  bien  également  réductible; 
mais  il  est  tellement  volumineux  qu'on  ne  peut  pas  en  introduire 
dans  les  plaques  une  aussi  grande  quantité  que  du  précédent. 

Edison'  obtient  actuellement  un  composé  renfermant  du  protoxyde 
de  fer  déjà  formé  et  évite  ainsi  les  charges  alternatives  nécessaires 
dans  le  cas  précédent. 

D'après  Edison,  de  tous  les  composés  du  fer,  le  protoxyde  est  le 
seul  capable  d'être  réduit  à  l'état  métallique  par  électrolyse  en  solu- 
tion alcaline;  mais  ce  corps  est  très  difficile  à  obtenir  et  à  manier, 
car  il  est  très  sensible  à  l'oxydation  atmosphérique,  et  il  s'enflamme 
spontanément. 

Pour  l'obtenir,  Edison  soumet  le  sesquioxyde  de  fer  Fe*0^  à  la 
température  de  260*  C.  dans  une  chambre  fermée  où  passe  un  cou- 
rant d'hydrogène  sec.  Après  le  refroidissement,  on  laisse  encore 
passer  l'hydrogène  pendant  quinze  heures  environ.  La  masse  noire 
que  l'on  retire  ensuite  est  prête  à  servir;  elle  est  composée  d'un 
mélange  de  particules  très  finement  divisées  de  fer  métallique,  de 
protoxyde  de  fer  et  d'oxyde  magnétique.  Elle  renferme  une  grande 
proportion  de  protoxyde,  qui  est  réduit  en  fer  métallique  par  le 
courant,  pendant  que  le  fer  métallique  déjà  existant  est  inerte  et  que 
l'oxyde  magnétique  est  à  peine  réduit. 

La  prolongation  du  passage  de  l'hydrogène  à  la  température  ordi- 
naire a  une  très  grande  importance,  car  elle  empêche  la  combustion 
spontanée  de  l'oxyde  à  l'air.  11  se  produit  là  un  effet  obscur  et  inconnu 
rendant  l'oxyde  non  pyrophorique. 

Un  autre  procédé,  mais  inférieur  au  précédent,  d'obtention  d'un 
composé  contenant  une  proportion  utile  de  protoxyde  de  fer  dispo- 
nible, consiste  à  prendre  des  feuilles  minces  de  fer  de  Suède  et  do 
les  passer  dans  un  moufle  chauffé  à  blanc.  Quand  la  feuille  est 
recouverte  d'une  petite  quantité  d'écaillés  d'oxyde,  on  la  retire  du 

1.  Brevet  français  311020. 


ACCUMULATEURS  DIVKRS  451 

moufle  en  la  pliant  pour  en  détacher  les  écailles.  Cette  opération 
doit  être  faite  très  rapidement,  et  les  écailles  ne  doivent  pas  être  trop 
épaisses,  sans  quoi  la  matière  renfermerait  moins  de  protoxyde  et 
plus  de  sesquîoxyde.  Ce  dernier  est  non  seulement  inerte,  mais 
encore  il  empêche  le  contact  électrique  du  protoxyde  avec  le  graphite 
dans  les  poches  des  électrodes.  Après  pulvérisation,  les  écailles 
sont  prêtes  pour  Tusage. 

La  méthode  de  réduction  par  Thydrogène  est,  paraît-il,  la  meilleure, 
car  elle  fournit  plus  de  protoxyde  à  un  état  plus  divisé.  On  mélange  cet 
oxyde  avec  du  graphite  écailleux  ou  micacé,  dont  les  particules  sont 
beaucoup  plus  grosses  que  les  perforations  des  poches  des  électrodes. 

On  prend  8  parties  (en  poids)  d'oxyde  et  2  de  graphite.  Le  mélange, 
humecté  d'eau  ou  de  potasse,  est  étalé  sur  une  plaque  de  verre,  puis 
comprimé  en  feuille  mince  par  un  rouleau  en  porcelaine  ou  en  verre. 
La  feuille  est  détachée  avec  une  spatule,  puis  brisée  en  morceaux 
et  recylindrée.  1/opération  est  ainsi  répétée  plusieurs  fois,  jusqu'à 
ce  que  Toxyde  finement  divisé  couvre  la  surface  entière  des  parti- 
cules de  graphite.  La  masse  est  alors  séchée  à  Tair  sur  une  plaque 
chauffée  à  la  vapeur. 

On  emploie  le  cylindrage  au  lieu  du  broyage  ou  de  la  mouture 
pour  conserver  leur  grosseur  aux  particules  de  graphite  et  obtenir 
la  plus  mince  couche  possible  d'oxyde  sur  chaque  particule  de  gra- 
phite. 

Le  mélange  ainsi  fait  est  placé  dans  des  formes  et  comprimé  à  la 
pression  de  300  kilogrammes  par  centimètre  carré  en  bloc  s  de  la 
grandeur  des  poches  des  électrodes. 

Dans  le  but  d'assurer  un  bon  contact  métallique  entre  les  particule  s 
actives,  Edison  *  recommande  d'additionner  l'oxyde  de  fer,  difficile- 
ment réductible,  d'un  corps  facilement  réductible,  comme  le  cuivre, 
le  mercure  ou  l'argent.  On  rend  ainsi  superflu  l'emploi  du  graphite. 

Pour  la  préparation,  on  mélange  64  parties  de  fer  actif  fmement 
divisé,  à  l'état  humide,  30  parties  de  cuivre  ammoniacal,  et  6  parties 
d'oxyde  de  mercure.  Le  fer  réduit  aussitôt  les  deux  autres  métaux 
en  passant  partiellement  à  l'état  d'oxyde,  et  il  se  forme,  avec  déga- 
gement d'ammoniaque,  de  l'amalgame  de  cuivre  qui  recouvre  les 
particules  élémentaires  de  fer.  Ce  mélange  est  comprimé  sûus 
forme  de  briquettes. 

La  théorie  de  l'accumulateur  Edison  n'est  pas  entièrement  connue . 

1.  Brevet  américain  723450,  du  28  novembre  1902. 


452  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Il  y  a  même  encore  des  cloutes  au  sujet  des  réactions  chimiques  dont 
il  est  le  siège.  On  a  vu  que  von  Mîchalowski  admet  que  la  matière 
active  de  Tanodede  nickel  est  constituée  par  le  sesquioxyde  Ni^O'  à  la 
fin  de  la  charge,  celui-ci  se  transformant  en  NiO  pendant  la  décharge. 
D'après  Edison  il  se  formerait  le  peroxyde  NiO*  pendant  la  charge, 
et  la  décharge  réduirait  celui-ci  àTétat  de  sesquioxyde  Ni^O'. 

Quoi  qu'il  en  soit  des  actions  chimiques  qui  s'accomplissent  à 
Tanode,  celles-ci  correspondent  à  un  dégagement  ou  une  absorption 
de  chaleur  tellement  faible  qu'on  peut  les  négliger.  On  a  vu  qu'il  en 
est  ainsi  dans  Thypothèse  de  von  Mîchalowski.  Il  doit  en  être  ainsi 
dans  l'élément  Edison,  puisque  l'application  de  la  loi  de  Thomson, 
en  ne  considérant  que  la  chaleur  d'oxydation  du  fer,  donne,  d'après 
Kennelly,  pour  la  force  électromotrice,  la  valeur  1,47  volt,  très  voi- 
sine de  celle  mesurée. 

L'application  de  la  théorie  osmotique  est  également  impossible 
dans  l'état  actuel  de  nos  connaissances,  puisqu'on  ignore  quel  est 
l'ion  pour  lequel  les  électrodes  sont  réversibles. 

L'insuffisance  de  renseignements  pratiques  ne  permet  pas  non 
plus  d'établir  une  comparaison  complète  de  ce  couple  avec  l'accu- 
mulateur au  plomb.  Nous  avons  vu  précédemment  que,  d'après  les 
chiffres  donnés  par  le  D*^  Kennelly,  la  supériorité  au  point  de  vue 
de  l'énergie  massique  est  très  faible.  Aucun  chiffre  n'ayant  paru  sur 
la  tension  moyenne  de  charge,  il  est  impossible  de  donner  une 
valeur  du  rendement  en  énergie  ;  cependant,  d'après  ce  que  nous 
savons,  il  y  a  tout  lieu  de  croire  que  celui-ci  est  inférieur  à  celui  de 
l'accumulateur  au  plomb. 

Le  prix  des  matières  employées  et  les  difficultés  de  préparation 
des  matières  actives  doivent  rendre,  d'autre  part,  considérablement 
plus  élevés  les  prix  de  revient  ;  de  telle  sorte  qu*au  point  de  vue 
économique  l'élément  Edison  ne  peut  avoir  d'avantage  sur  l'accumu- 
lateur au  plomb  que  s'il  jouit  d'une  durée  incomparablement  plus 
grande.  Sur  celte  durée,  on  n'a  d'ailleurs  actuellement  aucun  ren- 
seignement*. 

1.  D'expériences  toutes  récentes  [la  Revue  électrique^  t.  I,  p.  2;  15  janvier  1901) 
il  résulte  que  rélément  Edison  pos^ède  une  capacité  massique  égale  à  celle  des 
meilleurs  accumulateurs  au  plomb  au  régime  de  décharge  en  cinq  heures.  Uq 
peu  plus  faible  aux  régimes  plus  lents,  cette  capacité  massiqite  devient  supérieure 
aux  régimes  rapides  j^lO  à  15  0  0  au  régime  de  trois  heures).  Comme  encombre- 
ment, l'élément  Edison  possède,  à  égalité  d'énergie,  un  volume  supérieur  d'en- 
viron 20  0  0  à  celui  des  meilleurs  accumulateurs  au  plomb  au  régime  de  cinq 
heures.  Le  rendement  en  quantité  et  surtout  celui  en  énergie  sont  très  notable- 


ACCUMULATEURS  DIVERS  453 

5**  Electrolyte  à  aluminate  alcalin,  —  Titus  von  Michalowski  *  a 
proposé  de  remplacer  Télectrolyte  alcalin  des  accumulateurs  au  zinc 
par  une  solution  d'aluminate  alcalin,  qui  reste  alors  invariable. 
L'électrolyse  sépare  K'APO*  +  2H»0  en  2K0H  +  H»  à  la  cathode 
et  en  APO^  -f-  0  à  Tanode  ;  mais,  la  potasse  caustique  de  Talumine  se 
recombinant,  il  se  forme  à  nouveau  Faluminate  alcalin.  Le  zinc  fonc- 
tionne ici  comme  cathode  insoluble,  puisque  Toicyde  de  zinc  est  inso- 
luble dans  Taluminate  alcalin. 

C  Accumulateur  cobalt  \  potasse  \  peroxyde  de  nickeL  —  Edison 'a 
breveté  un  accumulateur  semblable  au  précédent,  mais  dans  lequel  le 
fer  est  remplacé  par  le  cobalt. 

Il  constitue  la  matière  active  négative  à  Taide  d'oxyde  de  cobalt 
obtenu  à  Félat  anhydre  par  calcination  à  Tair.  Comme  cette  matière 
n'est  pas  suffisamment  conductrice  et  qu'elle  ne  tient  pas  bien  seule, 
on  l'additionne  de  matières  conductrices. 

Dans  ce  but,  Toxyde  de  cobalt  est  mélangé  à  15  0/0  d'oxyde  de 
mercure,  ou  à  25  0/0  de  cuivre  finement  divisé  et  6  0/0  d'oxyde  de 
mercure.  La  matière  est  rendue  d'autant  plus  active  que  Ton  élève 
cette  proportion;  mais  cet  avantage  est  racheté  par  une  augmenta- 
tion de  poids  et  de  prix.  L'augmentation  de  prix  est  surtout  impor- 
tante avec  l'argent,  qui  donne  cependant  de  très  bons  résultats.  Le 
mélange  est  comprimé  en  briquettes  que  l'on  introduit  à  la  façon 
ordinaire  dans  des  poches  en  acier  nickelé. 

L'électrode  positive  est  la  plaque  à  oxyde  de  nickel;  l'éleclrolyte 
est  une  solution  de  potasse  à  20  0/0.  La  différence  de  potentiel 
moyenne  à  la  décharge  est  de  1,10  volt  par  élément. 

Par  la  charge,  l'oxyde  de  cobalt  se  réduit  en  métal;  mais  avant 
lui  se  réduisent  les  oxydes  (de  cuivre  ou  de  mercure)  additionnés,  qui 
assurent  ainsi  un  bon  contact  entre  les  différentes  particules  de 
cobalt. 

Inversement,  pendant  la  décharge,  le  cobalt  se  transforme  le  pre- 
mier en  oxyde,  tandis  que  les  métaux  étrangers  (cuivre  ou  mercure) 
restent  encore  jusqu'à  la  fin  à  l'état  métallique  et  maintiennent  le 
bon  contact. 

ment  inférieurs  aux  rendements  correspondants  de  raccumulateur  au  plomb. 
Quant  à  la  durée,  les  expériences  en  cours  semblent  devoir  indiquer  que  l'accu- 
mulateur Edison  est  à  ce  point  de  vue  supérieur  aux  accumulateurs  légers  au 
plomb  ;  mais  ces  expériences  ne  sont  pas  encore  suffisamment  avancées  pour 
montrer  dans  quelles  limites. 

i.  Brevet  allemand  128974,  du  il  août  1901. 

2.  Brevet  américain  721682,  du  28  novembre  1902. 


454  I-ES  ACCUMUl-ATEURS  ÉI^CTRIQUES 

On  peut  également  additionner  de  graphite  Toxyde  de  cobalt,  ainsi 
qu'il  est  fait  pour  la  préparation  de  Télectrode  à  oxyde  de  nickel; 
mais  cet  emploi  est  moins  avantageux  que  celui  des  métaux  ci- 
dessus. 

Accumulateurs  aux  halogènea.  —  Lorsqu'on  électrolyse  un  sel 
métallique  haloîde,  on  sait  que  le  métal  se  dépose  au  pôle  négatif 
(s'il  n*y  a  pas  d'action  secondaire)  et  que  Thalogène  Cl,  Br  ou  I  se 
rend  au  pôle  positif  où  il  se  dissout,  se  dégage  ou  se  comprime 
suivant  les  conditions.  On  a  constitué  ainsi  un  couple  réversible,  le 
métal  se  recombinant  à  Thalogène  pour  restituer  le  sel  initial  pen- 
dans  la  décharge. 

1  •  Pile  réversible  au  chlorure  de  zinc. —  Parmi  les  métaux,  le  zinc  se 
présente  en  première  ligne,  car  sa  grande  chaleur  de  combinaison 
permet  d'obtenir  une  force  électromotrice  élevée.  Si  on  prend  comme 
électrolyte  du  chlorure  de  zinc,  comme  cathode  un  support  métallique 
inattaquable  et  comme  anode  une  substance  conductrice  et  inatta- 
quable par  le  chlore  (^charbon,  platine  ou  métal  platiné),  on  obtient 
un  couple  réversible.  En  calculant  la  force  électromotrice  d'un  tel 
couple  d'après  la  loi  de  Thomson,  on  trouve  : 

Zn  +  Cl>  gaz  —  ZnCia  dissous  +112,8  C. 

Chaleur  de  dissolution  de  Cl  dans  H^O  i=  1,5  C. 

Quantité  de  chaleur  correspondant  à  la  réaction  chimique  : 

112,8  —  2  .  1,0=  100,8  C. 

109  8 
Force  éleclromolrice  calculéo  E  =  -z — )r--r  ==  2,36  volts. 

La  mesure  directe  nous  a  donné  une  valeur  un  peu  plus  faible 
E  =  2,14  volts. 

Dans  la  constitution  d'un  tel  accumulateur,  on  doit  faire  usage 
d'un  vase  poreux,  car  Tattaque  chimique  directe  du  zinc  par  le 
chlore  ou  le  brome  est  tellement  vive  que  l'élément  perdrait  à  cir- 
cuit ouvert  très  rapidement  sa  capacité. 

L'emploi  du  vase  poreux  est  un  premier  inconvénient,  car  il  aug- 
mente la  résistance  intérieure,  le  poids,  l'encombrement;  de  plus,  il 
ne  tarde  pas  à  s'attaquer. 

Dans  le  cas  du  chlore,  il  est  facile  de  constater  en  outre  que  la 
capacité  obtenue  doit  être  faible,  si  on  ne  fait  pas  intervenir  la  pres- 
sion. D'après  Berthelot,  en  effet,  i  litre  d'eau  à  la  température  de 
12"  C.  dissoudrait  4  grammes  de  chlore.  Cette  solubilité  diminue 
encore  lorsqu'on  est  en  présence  des  solutions  de  chlorures  métal- 


ACCUMULATEURS  DIVliTHS  455 

liques.  Ainsi  nous  avons  trouvé  qu'elle  est  égale  à  3f',0S  de  chlore 
par  litre  pour  une  solution  ZnCl*  -j-  20H*O. 

Comme  il  faut  théoriquement  i«',32  de  chlore  par  ampère-heure,  on 
voit  qu'un  litre  de  solution  dans  le  compartiment  anodique  ne  pourra 
donner  que  : 

'■-^  =z  2,33  ampères-heures. 

Encore  suppose-tK>n  ici  une  utilisation  complète  du  chlore  dissous. 
En  pratique,  nous  avons  trouvé  que,  même  dans  le  cas  de  décharges 
assez  lentes,  il  reste  toujours  à  la  fin  de  celles-ci  une  proportion  de 
0»%5  à  0^,6  de  chlore  par  litre  ;  la  concentration  des  ions  Cl  devenant 
trop  faible,  la  force  électromotrice  baisse  alors  rapidement,  et  la 
décharge  doit  être  considérée  comme  terminée.  Il  s'ensuit  qu'en 
pratique  il  ne  faut  pas  compter  sur  plus  de 

3,08  —  0,5        .  ^^  .       . 

=  1,95  ampère-heure 

par  litre  de  solution  dans  le  compartiment  anodique. 

L'énergie  massique  d'un  tel  élément  est  ainsi  beaucoup  plus  faible 
que  celle  de  l'accumulateur  au  plomb. 

Une  particularité  intéressante  de  ce  couple  est  la  constance  de  la 
force  électromotrice  pendant  la  décharge  et  pendant  la  charge,  sans 
la  moindre  surélévation  à  la  fin  de  celle-ci  ;  de  sorte  que  le  coefficient 
de  baisse  se  rapproche  plus  de  l'unité  que  celui  de  l'accumulateur  au 
plomb. 

2*  Pile  réversible  au  bromure  de  zinc.  —  En  remplaçant  le  chlorure 
de  zinc  par  le  bromure,  on  obtient  un  couple  de  force  électromotrice 
moindre.  Dans  ce  cas,  l'application  de  la  loi  de  Thomson  donne  en 
effet  : 

Zn  +  Br2  gaz  =  ZnBr^  dissous  -f  101/2  C. 
Chaleur  de  dissolution  de  Br^  gaz  dans  H^O  =  +  8,3  C. 

Quantité  de  chaleur  correspondant  à  la  réaction  chimique 

101,2  —  8,3  =  92,9  C. 

9*>  9 
Force  élerlroraotrice  calculée  E  =  ■      "'        =  2,00  volts. 

En  mesurant  directement,  nous  avons  trouvé  pour  la  force  élec- 
tromotrice i,78  à  1,80  volt. 

Si  la  force  électromotrice  est  plus  faible  que  dans  le  cas  précédent, 
en  revanche  la  capacité  est  beaucoup  plus  élevée  par  suite  de  la  plus 


456  LES  ACeUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

grande  solubilité  du   brome.   Celle-ci  est  donnée  par  les  quelques 
chiffres  suivants  : 

A  la  température     5°C.,  un  litre  d'eau  dissout  SôR^OO  de  brome 

—  10  —  —      33     ,27  — 

—  15  -  —       32     ,26  — 

—  20  -_  _      32     ,08  — 

—  25  _  —       31     ,67  — 

—  30  ^,  —       31     ,26  — 

Comme  on  le  voit,  la  solubilité  du  brome  dans  Teau  est  8  fois  plus 
grande  que  celle  du  chlore  à  la  même  température.  Comme  d'un  autre 
côté  1  ampère-heure  engage  2«%98  de  brome  au  lieu  de  1^%32  de 
chlore,  on  peut  dire  a  prio?'e  que,  pour  la  même  quantité  d'électrolyte 
à  Tanode,  le  rapport  des  capacités  sera  : 

Mais  ce  rapport  augmente  considérablement  par  ce  fait  qu'à 
rinverse  du  chlore  le  brome  est  plus  soluble  dans  les  solutions 
aqueuses  des  chlorures  ou  des  bromures  que  dans  Teau  pure.  Dans 
le  bromure  de  zinc,  le  brome  se  dissout  presque  en  toute  proportion  ; 
avec  la  solution  ZnBr^  +  27H^O,  nous  avons  obtenu  516  grammes 
Br  dissous  par  litre  de  solution.  Des  solutions  aussi  concentrées  ne 
peuvent  pas  être  employées,  car  elles  sont  trop  peu  conductrices  et, 
de  plus,  perdent  rapidement  leur  brome  parévaporation. 

En  constituant  un  couple  de  ce  genre  avec  électrodes  en  argent 
platiné,  vase  poreux  et  solution  de  bromure  de  zinc  à  36', 5  B.,  nous 
avons  pu  obtenir  une  capacité  massique  de  13  ampères-heures  par 
kilogramme  de  poids  total  à  un  régime  lent.  11  convient  évidemment 
de  fermer  l'élément  aussi  bien  que  possible  pour  éviter  les  perles  de 
brome  par  évaporation. 

La  force  électromotrice  est  d'une  constance  remarquable  pendant 
les  différents  états  de  l'élément.  Au  commencement  de  la  charge,  elle 
est  égale  à  1,76  volt;  mais  elle  atteint  assez  rapidement  1,79  et  se 
maintient  de  1,79  à  1,80  volt  pendant  toute  la  charge.  En  décharge, 
la  force  électromotrice  reste  comprise  entre  1,80  et  1,79  volt  pendant 
les  trois  quarts  de  celle-ci  ;  elle  baisse  un  peu  vers  la  fin  et,  au  crochet 
de  la  courbe,  on  a  environ  1,71  volt. 

Comme  on  le  voit,  le  rapport  des  forces  électromotrices  moyennes 


ACCl/MUIATKU'RS  DIVERS  457 

en  décharge  et  en  charge  est  très  voisin  de  Tunité,  de  telle  sorte  que, 
abstraction  faite  de  la  résistance  intérieure,  le  rendement  en  énergie 
doit  être  très  voisin  de  celui  en  quantité.  Malheureusement  la  nécessité 
de  remploi  du  vase  poreux  est  la  cause  d'une  résistance  intérieure 
assez  notable,  ce  qui  diminue  la  tension  moyenne  utilisable  et  le 
rendement  en  énergie. 

L'énergie  massique  de  ce  couple,  quoique  assez  élevée,  n'est  cepen- 
dant pas  supérieure  à  celle  do  l'accumulateur  au  plomb.  Quant  aux 
substances  employées,  elles  sont  incomparablement  plus  coûteuses 
que  dans  ce  dernier  cas,  le  brome  et  les  bromures  étant  des  matières 
chères  et  le  métal  des  électrodes  étant  le  platine  ou  un  métal  platiné. 
On  pourrait,  il  est  vrai,  remplacer  ce  dernier  parle  charbon  ;  maison 
sait  que  celui-ci  se  désagrège  assez  rapidement  lorsqu'il  sert  d'anode 
dans  les  conditions  ci-dessus. 

3^  Pile  réversible  au  chlorure  de  brome.  —  Ch.  Théryc  et  L.  Forloul^ 
ont  employé  comme  dépolarisant  le  clilorure  de  brome.  On  a  vu  plus 
haut  la  faible  solubilité  du  chlore  dans  une  solution  de  chlorure  de 
zinc  ;  une  solution  à  30°  B.  en  dissout  0^%308  pour  100  centimètres 
cubes.  La  même  solution  saturée  de  brome  en  renferme  6^'^l5  pour 
100  centimètres  cubes  (solubilité  plus  faible  que  dans  le  bromure). 

Si,  après  avoir  saturé  et  additionné  d'un  excès  de  brome  la  solu- 
tion précédente,  on  fait  passer  un  courant  de  chlore  jusqu'à  refus,  on 
constate  que  l'absorption  de  celui-ci  est  plus  grande  que  lorsqu'il  ne 
se  trouve  pas  de  brome  en  présence.  Il  se  produit  en  effet  une  com- 
binaison des  deux  halogènes  sous  forme  de  chlorure  de  brome  pen- 
dant que  du  brome  se  redissout  et  que  le  liquide  se  décolore  légère- 
ment. Quand  la  saturation  est  obtenue,  la  solution  doit  renfermer  du 
chlore,  du  brome  et  du  chlorure  de  brome  (très  probablement  BrCP). 

L'analyse  indique  pour  la  température  ambiante  15  à  20**  C. 
une  quantité  de  chlore  total  dissous  égale  à  3»',25  pour  100  centi- 
mètres cubes,  et  pour  le  brome  total,  11«%10  pour  100  centimètres 
cubes  de  solution. 

Quelles  que  soient  les  proportions  de  ces  trois  corps  dans  le 
liquide,  le  résultat  brut  est  celui-ci  :  la  solution  primitive,  qui  n'était 
capable  d'absorber  que  0^',308  de  chlore  par  100  centimètres  cubes, 
en  dissout  maintenant  3k%25  par  l'intermédiaire  du  chlorure  de 
brome.  On  obtient  ainsi  un  élément  dont  la  capacité  massique  est 
très  supérieure  à  celle  de  l'accumulateur  au  chlorure  de  zinc.  Cepen- 
dant, à  ce  point  de  vue,  cet  élément  reste  encore  inférieur  à  l'élé- 

1.  Brevet  français  263210. 


458  LES  ACCL'MULATEIKS  ÉLECTRIQUES 

ment  au  bromure  de  zinc,  à  cause  de  Ténorme  solubilité  du  brome 
dans  les  solutions  de  ce  sel. 

Pendant  la  décharge  du  couple  au  chlorure  de  brome,  la  force 
électromotrice  initiale  est  égale  à  2,10  volts  environ;  elle  baisse 
ensuite  d*une  façon  continue  jusqu*au  crochet  qui  se  produit  vers 
1,80  volt.  A  la  charge,  la  force  électromotrice  monte  de  I,d0 
à2,i0-2,ll  volU. 

Cet  accumulateur  possède  les  inconvénients  des  deux  précédents  : 
nécessité  d'un  vase  poreux,  cherté  des  matières  employées. 

4**  Accumulateur  au  chlorure  d'iode.  —  Lunel*  a  breveté  un  élé- 
ment dans  lequel  le  dépolarisant  est  le  chlorure  d*iode  ;  mais  nous 
n'avons  pas  de  renseignements  particuliers  sur  celui-ci. 

5«  Accumulateurs  sous  pression.  —  Nous  n  avons  envisagé  dans  les 
éléments  ci-dessus  que  le  cas  du  fonctionnement  à  la  pression 
atmosphérique.  Il  est  évident  que,  si  on  ferme  hermétiquement 
ces  éléments  de  façon  à  leur  permettre  de  résister  à  la  pression, 
on  augmentera  à  volonté  la  quantité  de  Thalogène  en  dissolution 
ou  liquéfié  et  par  suite  la  capacité  de  Taccumulateur. 

Pisca^  a  réalisé  ainsi  un  couple  au  chlorure  de  zinc. 

Il  constitue  Téleclrode  négatire  par  un  disque  de  zinc  et  l'élec- 
trode positive  par  un  disque  en  charbon  ;  le  vase  est  en  verre.  Pour 
faciliter  là  dissolution  du  chlore,  1  électrolyte  est  additionné  d'alcool 
ou  d'éther.  Outre  les  difficultés  de  Tétanchéité  et  d'attaque  par 
le  chlore  des  différents  accessoires,  cet  élément  doit  avoir  Tincon- 
vénient  d'actions  locales  considérables,  le  vase  poreux  étant  sup- 
primé. Rosset^  emploie  également  un  vase  hermétique,  en  fonte 
émaillée  par  exemple,  résistant  à  la  pression.  Au-dessus  de  Télec- 
trolyte,  il  dispose  une  couche  de  pétrole.  Pour  éviter  Tusure 
des  plaques  à  circuit  ouvert,  on  les  soulève,  et  elles  baignent  alors 
dans  le  pétrole  qui  est  inerte. 

6"*  Acr-urtndateur  au  chlorure  de  fer.  —  Au  lieu  d^utiliser  comme 
dépolarisant  Thalogène  à  Tétat  de  dissolution,  on  peut  également 
l'employer  à  Tétat  combiné.  C'est  ce  qu*a  réalisé  Roberts^,en  1891, 
en  constituant  un  accumulateur  à  cathode  en  fer,  anode  en  charbon 
et  électrolyte  composé  d*une  solution  de  chlorure  ferreux  FeCP. 
L*élément  renfermant  un  vase  poreux,  la  charge  donne  lieu  à  un 

1.  Brevet  franrais  du  !5  janvier  1S8". 

2.  Brevet  franrais  3u^030.  du  il  février  liM)l. 

3.  Brevet  franrai*  3159:?*».  du  14  novembre  1901. 

4.  Lunnèir  eiectrii^ue,  L  XLIII,  p.  42i. 


ACCrMLÎATEURS  DIVKRS  459 

dépôt  de  fer  à  la  cathode  et  à  la  production  du  chlorure  ferrique 
Fe^  Cl*  dans  le  compartiment  anodique.  A  la  décharge,  les  réactions 
inverses  se  passent  :  le  fer  se  redissout  à  Tétat  de  chlorure  ferreux  à  la 
cathode,  et  le  chlorure  ferrique  se  réduit  à  Tétat  de  chlorure  ferreux 
à  Tanode. 

En  calculant  la  force  électromotrice  de  ce  couple  d  après  la  loi 
de  Thomson,  on  trouve  : 


Fe  +  CP  =  FeCl2  -f-  100  C.  (état  dissous). 
Fe'^Cie  =  2FeC12  +  Cl^  -  550. 
Dégagement  total  de  chaleur,  dû  à  la  réaction  100  —  55  =  45  C. 
Force  électromotrice  correspondante  d'après  la  loi  de  Thomson  :  . 

E=^^^  — 0,98  volt. 


C'est  sensiblement  celte  valeur  que  nous  avons  obtenue  comme 
force  électromotrice  moyenne  à  la  décharge;  cependant,  au  début, 
celle-ci  atteint  i,i  volt,  tandis  qu'elle  est  inférieure  à  0,9  volt  vers 
le  crochet  de  la  courbe.  En  charge,  elle  atteint  rapidement  1,15  volt 
au  début  et  monte  peu  à  peu  vers  1,20  volt  à  la  fin. 

La  capacité  d'un  tel  couple  n'est  pas  très  élevée  et  est  limitée  par 
la  quantité  de  chlorure  ferrique  à  Tanode.  Celle-ci  ne  peut  pas 
être  aussi  grande  que  le  permettrait  la  solubilité,  par  suite  de 
l'augmentation  de  résistance  intérieure  avec  la  concentration  et  aussi 
pour  éviter  une  trop  grande  élévation  de  force  électro motrice  à  la 
fin  de  la  charge,  où  du  chlore  libre  peut  se  former  aux  environs  de 
la  saturation. 

Les  inconvénients  de  ce  couple  réversible  sont  :  faible  force 
électromotrice,  faible  capacité,  grande  résistance  intérieure  due  à 
la  présence  du  vase  poreux,  et  aussi  inconvénients  résultant  de 
l'emploi  d'une  cathode  soluble. 

7°  Accumulateur  au  chlorure  d'argent.  —  La  pile  Gaiffe  zinc  | 
chlorure  de  zinc  |  chlorure  d'argent  est  réversible.  Lebailly  ^  a  bre- 
veté un  accumulateur  de  ce  type.  La  force  électromotrice  de  ce 
couple,  correspondant  à  la  combinaison  du  zinc  et  du  chlore  en 
chlorure  cjp  zinc,  et  à  la  réduction  du  chlorure  d'argent  en  argent 
métallique,  est  voisine  de  1,0  volt. 


1.  Brevet   français  298916,  août  1900.  Antérieurement,  Scrivanow  [Éclairage 
eïe  c/riçi/«,  t.  IX,  p.  60)  avait  breveté  un  élément  AgQ   |   KOH  |   Zn. 


460  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

L'application  de  la  loi  de  Thomson  donne  ici  : 

Zn  +  Cia=  ZnCl«+  112,8  C.  (étal  dissous) 
2AgCl  =  Ag«  +  CP  ^  58,4  C. 
Chaleur  totale  dégagée  112,8  —  58,4  =  54,4  C. 
Force  électromoirice  correspondante,  d'après  la  loi  de  Thomson 


2  .  23 


=:  1,18  volt. 


Nous  n'insisterons  pas  sur  cet  élément,  lemploi  de  Targenl,  pour 
ne  pas  considérer  les  autres  inconvénients,  rendant  impossible  à  lui 
seul,  par  son  prix,  la  réalisation  pratique  de  ce  couple. 

S^  Accumulateur  amalgame  de  sodium  \  iodttre  de  sodium  \  iodure 
mercurique,  —  L.  Poincaré*  a  examiné  Temploi,  comme  électrodes, 
des  métaux  fondus,  des  oxydes  liquides,  des  alliages  et  des  amal- 
games, afin  d'éviter  la  désagrégation  qui  se  produit  avec  les  plaques 
de  Taccumulateur  au  plomb. 

Il  a  obtenu  des  résultats  intéressants  en  utilisant  comme  électrode 
le  mercure  et  comme  électrolyte  les  sels  alcalins  des  haloîdes. 

Si  on  prend  les  chlorures  et  bromures,  il  y  a  attaque  du  mercure 
à  l'électrode  positive  par  le  chlore  ou  le  brome  et  les  sels  insolubles 
formés  créent  une  augmentation  de  résistance  intérieure.  Il  n'en  est 
pas  ainsi  lorsqu'on  prend  une  dissolution  assez  concentrée  d'iodure 
de  sodium,  si  on  a  soin  de  choisir  une  surface  d'anode  plus  grande 
que  celle  de  la  cathode  et  une  densité  de  courant  pas  très  élevée. 
Dans  ces  conditions,  en  effet,  l'iodure  de  mercure  formé  reste  en 
dissolution  dans  l'iodure  de  sodium,  en  même  temps  que  se  forme 
un  amalgame  de  sodium  à  la  cathode. 

Pendant  la  décharge,  le  sodium  se  recombine  a  l'état  d'iodure 
pendant  que  l'iodure  mercurique  se  réduit  en  mercure  métallique. 
La  force  électromotrice  de  ce  couple  est  d'environ  1,85  volt  pendant 
la  charge;  elle  baisse  très  lentement  pendant  la  décharge.  Cette 
force  électromotrice  a  été  reconnue  indépendante  de  la  température, 
ce  qui  prouve  que  toute  l'énergie  chimique  se  transforme  en  énergie 
électrique. 

Les  forces  électromotrices  de  charge  et  de  décharge  étant  très 
voisines,  le  rendement  en  énergie  diffère  peu  de  celui  en  quantité. 
Quoique  l'auteur  ait  pu  obtenir  un  rendement  de  0,90  éfa  ampères- 
heures,  il  nous  semble  qu'en  pratique,  avec  des  périodes  de  repos, 
l'élément  doit  avoir  un  rendement  beaucoup  plus  faible,  par  suite  de 

1.  Éclairage  électrique^  t.  III,  p.  241. 


ACCUMULATEURS  DIVER.S  461 

Taction  chimique  directe  du  sodium  sur  Teau  et  sur  la  solution 
d'iodure  mercurique. 

Le  métal  de  Tanode  se  dissolvant  pendant  la  charge,  il  doit  évi- 
demment se  produire,  avant  Télectrolyse  du  sodium,  un  dépôt  de 
ce  métal  à  la  cathode.  Au  point  de  vue  des  actions  locales,  cela  n'a  pas 
d'importance  dans  ce  cas,  puisque,  à  la  cathode  comme  à  Tanode, 
le  métal  est  du  mercure.  Ce  transport  métallique  n'en  est  pas  moins 
un  inconvénient,  puisqu'il  tend  à  diminuer  la  quantité  de  mercure  à 
l'électrode  positive  pour  l'augmenter  à  ^électrode  négative. 

Au  point  de  vue  de  l'énergie  spécifique  d'ailleurs,  ce  couple  n'offre 
aucun  avantage  sur  l'accumulateur  au  plomb.  D'après  l'auteur, 
on  pourrait  obtenir  une  capacité  spécifique  de  10  ampères-heures 
par  kilogramme  d'élément;  ce  chiffre  peut  être  facilement  dépassé 
avec  l'accumulateur  au  plomb. 

L'emploi  d'un  liquide  comme  électrode  offre  en  outre  l'inconvénient 
d'un  très  grand  encombrement  en  surface  K 

Sur  la  possibilité  d'obtenir  un  accumulateur  supérieur  à  raccumn- 
lateur  au  plomb.  —  De  la  discussion  des  avantages  et  inconvénients 
relatifs  à  chacun  des  accumulateurs  qui  viennent  d'être  décrits, 
on  peut  conclure  qu'aucun  accumulateur  ne  peut  être  actuellement 
proclamé  supérieur  à  l'accumulateur  au  plomb.  Si  certains  d'entre 
eux  présentent  sur  quelques  points  une  supériorité,  celle-ci  est 
en  effet  rachetée  par  des  inconvénients  beaucoup  plus  importants 
sur  d'autres  points.  Est-ce  à  dire  qu'il  soit  impossible  de  découvrir 
mieux?  Nous  ne  pensons  pas  cela. 

Cependant,  il  faut  avouer  que  les  difficultés,  si  elles  ne  sont  pas 
insurmontables,  sont  considérables.  Nous  allons  essayer  ici  de  poser 
quelques  principes  généraux  d'après  lesquels  doivent  être  enga- 
gées les  recherches  en  vue  de  la  solution  du  problème. 

Pour  réaliser  un  accumulateur  à  grande  énergie  massique,  il  faut 
que  celui-ci  possède,  d'une  part,  une  force  électromotrice,  et,  d'autre 
part,  une  capacité  massique,  aussi  élevées  que  possible. 

On  obtiendra  une  force  électromotrice  élevée  en  choisissant  des 
substances  capables  de  dégager  de  grandes  quantités  de  chaleur 
pendant  les  réactions  chimiques  qui  s'accomplissent  en  décharge. 

A  Télectrode  négative  on  doit  faire  choix  d'un  métal  aussi  électro- 

1.  Pratiquement,  L.  Poincaré  réalisait  un  tel  couple  en  employant  deux  sur- 
faces de  mercure,  séparées  par  une  mince  cloison  en  verre  se  terminant  à  un 
niveau  très  peu  supérieur  à  celui  du  mercure,  et  submergées  par  l'électrolyte. 


462  LES  ACCUMII-ATEIRS  ÉLECTRIQUES 

positif  que  possible.  Malheureusement,  on  est  rapidement  arrêté 
dans  cette  voie  ascendante  par  Fattaque  chimique  directe  du  métal 
par  Télectrolyte.  Cette  attaque  étant  déjà  très  importante  avec  le  zinc, 
dans  le  cas  d'emploi  d'électrolytes  acides  ou  basiques,  on  ne  peut 
songer  à  employer  les  métaux  alcalins  ou  alcali no>terreux,  qui  sont 
attaqués  directement  par  Teau.  Et  c'est  grand  dommage,  car  ces 
métaux  permettraient  des  forces  électroraotrices  très  élevées.  De 
ce  côlé,  la  seule  chance  de  salut  serait  la  découverte  d'un  dissolvant 
autre  que  Teau,  capable  d'un  pouvoir  de  dissociation  suffisant  et 
attaquant  moins  facilement  les  métaux  alcalins  ou  alcalino-tcrreux. 
Aucune  recherche  ne  paraît  avoir  été  tentée  dans  cette  voie  ;  les 
chances  de  réussite  sont  d'ailleurs  bien  faibles,  car  le  dissolvant 
doit,  en  outre,  être  simple  et  ne  pas  changer  de  composition  pendant 
Télectrolyse. 

Sauf  dans  le  cas  d'emploi  de  sels  haloïdes,  l'halogène  se  recom- 
binant directement  avec  le  métal  pendant  la  décharge,  on  emploie 
à  l'électrode  positive  un  corps  plus  ou  moins  oxydé  qui,  pendant 
la  décharge,  se  réduit  plus  ou  moins.  Cette  réduction  se  fait  tantôt 
avec  dégagement,  tantôt  avec  absorption  de  chaleur  ;  ce  dernier  cas 
est  malheureusement  le  plus  général.  En  vue  d'obtenir  une  force 
électromolrice  élevée,  il  importe  de  choisir  comme  dépolarisant  à 
l'électrode  positive  une  substance  dont  les  réactions  de  réduction 
donnent  lieu  à  un  dégagement  de  chaleur.  C'est  ce  qui  a  été  réalisé 
d'une  façon  presque  unique  jusqu'à  ce  jour  par  le  peroxyde  de 
plomb  dans  l'acide  sulfurique. 

Le  nombre  des  combinaisons  à  proposer  est  très  restreint,  par  suite 
de  la  condition  d'insolubilité  de  la  matière  positive  dans  tous  ses 
étals,  si  on  veut  éviter  le  dépôt,  sur  la  négative,  du  métal  qui  entre 
dans  la  composition  du  dépolarisant,  fait  qui  occasionne,  comme 
on  a  vu,  des  actions  locales  énergiques  et  une  destruction  de  l'anode. 
On  doit  même  imposer  comme  condition  l'insolubilité  delà  matière 
active  négative  dans  tous  ses  états,  si  on  veut  un  accumulateur 
réellement  industriel  et  exempt  des  inconvénients  inhérents  au  dépôt 
électrolytique  opéré  pendant  la  cliarge,  inconvénients  que  nous 
avons  déjà  signalés  et  dont  les  principaux  sont  l'irrégularité  du  dépôt 
et  souvent  son  manque  d'adhérence  dans  les  conditions  ordinaires 
d'emploi  de  l'accumulateur. 

La  capacité  que  peut  donner  une  matière  active  dépend  de  son 
équivalent  électrochimique  et  du  nombre  de  valences  engagées. 
C'est  ainsi  que  l'oxyde  de  cuivre  CuO  passant  à  l'état  de  cuivre 


ACCUMULATEURS  DIVERS  463 

métallique  donne  une  capacité  double  du  sous-oxyde  Cu'O.  passant 
également  à  Tétat  de  cuivre  métallique.  Un  autre  exemple  est  donné 
par  le  peroxyde  de  plomb  qui,  passant  à  Fétat  de  plomb  métal- 
lique, comme  cela  est  possible,  en  employant  une  cathode  en  zinc, 
donne  une  capacité  double  de  celle  qui  correspond  à  la  réduction 
simple  du  peroxyde  en  sulfate  de  plomb,  comme  cela  a  lieu  avec  la 
cathode  en  plomb  spongieux.  Bien  entendu,  à  chacune  des  valences 
engagées,  la  force  électromotrice  peut  varier  (c'est  le  cas  de  couple 
peroxyde  de  plomb  |  zinc),  si  les  chaleurs  de  réaction  varient  égale- 
ment. En  calculant  les  masses  théoriques  de  substances  actives 
à  engager  pour  obtenir  1  ampère-heure,  on  trouve  les  valeurs 
des  tableaux  134  et  i35  (p.  464)  correspondant  aux  matières  actives 
positives  et  négatives  que  nous  avons  étudiées  précédemment. 

Ces  deux  tableaux  montrent  nettement  un  état  d'infériorité  des 
substances  actives  Pb  et  PbO*  de  Taccumulateur  au  plomb  par  rap- 
port à  la  plupart  des  différentes  autres  substances  déjà  utilisées. 
Cependant,  en  pratique,  il  y  a  lieu  de  tenir  compte,  en  outre,  d'un 
certain  coefficient  d'utilisation,  les  substances  actives  insolubles  ne 
pouvant  être,  en  général,  engagées  complètement  dans  les  réactions 
pendant  la  décharge.  Pour  l'accumulateur  au  plomb,  par  exemple, 
on  a  vu  qu'il  est  difficile  d'utiliser  plus  de  la  moitié  do  la  matière 
active.  Le  coefficient  d'utilisation,  variable  avec  les  différentes  sub- 
stances, dépend,  pour  chacune  d'elles,  de  l'état  physique,  et  particu- 
lièrement, comme  nous  l'avons  vu  pour  le  plomb,  de  la  porosité, 
ainsi  que  de  la  conductibilité.  Ce  coefficient  d'utilisation  se  rapproche 
d'autant  plus  de  l'unité  que  les  substances  actives  et  principalement 
leurs  produits  de  transformation  en  décharge  sont  conducteurs  et 
que  la  porosité  tend  à  augmenter  pendant  la  décharge,  ce  qui  a  lieu 
avec  l'emploi,  comme  substances  anodiques,  d'oxydes  ou  de  sels 
métalliques  (Cu^O,  AgCl,  PbCP,  etc.)  qui  se  réduisent  à  l'état  métal- 
lique pendant  la  décharge.  C'est  le  contraire  qui  arrive  dans  l'accu- 
mulateur au  plomb,  où  la  matière  active  se  sulfate  et  diminue  de 
porosité  ainsi  que  de  conductibilité.  Le  peroxyde  de  nickel  paraît 
avoir  un  coefficient  d'utilisation  faible  et  plus  petit  que  celui  du 
peroxyde  de  plomb. 

Nous  n'avons  considéré  ici  que  la  masse  de  la  matière  active.  Dans 
la  masse  totale  de  la  plaque,  il  y  a  à  faire  intervenir,  en  outre,  celle 
du  support.  Ici  aussi  le  plomb  paraît  en  défaveur,  d'abord  par  suite 
de  sa  densité  élevée  et  ensuite  à  cause  de  sa  faible  résistance  méca- 
nique et  de  sa  facilité  de  peroxydation  par  le  courant. 


464 


[.EJS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

TABLEAU    134 

MATIÈRES    ACTIVES    POSITIVES 


MASSE  ENGAGÉE 

AMFËRES-HEURES 

• 

SUBSTANCES 

en  gramme» 

PAR    AMPÈHB-BEl-RE 

par  kilogramme 

DB  MATIERE 

PbO»  passant 

à   l'état    de 

PbSO* 

4,46 

224,2 

Sb203        - 

— 

Sb*^03 

2,98 

335,1 

0              - 

— 

Hî»0 

0,30 

3.333,3 

CuO          — 

— 

Cu 

1,48 

675,2 

Cu20         - 

— 

Cu 

2,85 

351,0 

Ni02          — 

— 

NiO 

1,68 

593,4 

iNiOa          _ 

— 

NW» 

3,37 

296,7 

Ni^O^        — 

— 

NiO 

3,07 

325,5 

Ag20«       - 

— 

Ag«0 

4,62 

216,2 

Ag^O         - 

— 

Ag 

4,33 

231,5 

Mn(OHj*  - 

— 

Mn(0H)3 

4,59 

210,7 

Cl              - 

— 

chlorure 

1,33 

754,1 

Br             — 

— 

bromure 

2,99 

334,0 

Fe^Ci»       — 

— 

leCP 

6,06 

165,0 

AgCI         - 

— 

Ag 

5,3» 

186,9 

HgP          - 

— 

Hg 

8,47 

118,1 

lYiQZ           _ 

~~' 

TTO 

4,26 

234,6 

TABLEAU    135 

MATIÈRES   ACTIVES   NEGATIVES 


MASSE ENGAGÉE 

AMP.-HKL  RES 

.      SUBSTANCES 

en  grammes 

par  kilogramme 

PAR  AMP.-HBt'HB 

DE    MATIÈRE 

Pb 

passante  Tétai  de  PbSO» 

3,86 

259,1 

Zn 

—               ZnSO» 

1,22 

821,6 

Cd 

—               CdSO^ 

2,09 

477,8 

Cu 

—                GuSO^ 

1,18 

846,7 

Ag 

—                Ag*SO*  ou  Ag20 

4,03 

248,4 

Zn 

-                Zn  (ONa)â 

1,22 

821,6 

H 

-                H20 

0,0374 

26.742,2 

Zn 

—                ZnG03 

1,22 

821,6 

Cu 

-                Cu20 

2,36. 

423,2 

FeiOH)2 

—                Fe(0H)3 

3,36 

297,5 

Fe 

—                FeO 

l,Oi 

957,2 

Zn 

-                ZnC12  ou  ZnBr» 

1,22 

821,6 

Fe 

—                FeCia 

1,04 

957,2 

Na 

—                Naï 

0,86 

1.162,8 

Tl 

—                Ï120 

7,63 

131,0 

Co 

—                CoO 

1,10 

906,4 

ACCUMUIJITEURS  DIVERS  46r» 

Malgré  ces  différentes  infériorités,  raccumulateur  au  plomb  peut 
donner,  ainsi  qu'on  Ta  vu  antérieurement,  une  énergie  massique 
égale  à  celle  de  Taccumulateur  Edison,  par  suite  de  sa  force  électro- 
motrice beaucoup  plus  élevée  que  celle  de  ce  dernier. 

Ces  quelques  considérations  suffisent  à  montrer  combien  est 
difficile  la  solution  de  ce  problème  :  trouver  une  pile  réversible  supé- 
rieure à  celle  au  plomb. 

Encore,  dans  la  discussion  précédente,  nous  n'avons  pas  abordé  le 
côté  économique,  qui  n'est  pas  le  moins  important.  Il  y  aurait  à 
considérer  ici  le  prix  des  matières  employées.  Il  n'est  pas  nécessaire 
d'entrer  dans  de  longs  détails  pour  montrer  qae  le  plomb  est  en  très 
bonne  posture  à  cet  égard;  il  suffit  de  consulter  le  cours  des  diffé- 
rents métaux  bruts  ;  nous  relevons  les  valeurs  suivantes,  d'après  le 
cours  de  la  Chambre  de  Commerce  de  Paris  au  12  janvier  1904 
(tableau  136)  : 

TABLEAU    136 

MÉTAUX  PRIX 

francs 

Cuivre  (selon  les  différentes  marques)  150  à  156,75  les  100  kilogrammes 

Étain               —                   —  347  à  351  — 

Plomb              —                   —  33,50    à    33,75  — 

Zinc  (de  Silésie) 56  — 

Antimoine 100  — 

Aluminium  à  99  0/0 400  ~ 

Nickel  pur 600  — 

Mercure 700  — 

Argent 10050  — 

Pour  le  cadmium,  dont  la  production  est  très  limitée,  les  prix  de 
détail  ne  sont  pas  inférieurs  à  15  francs  le  kilogramme 

Quant  au  fer,  son  prix  varie  de  16  à  20  francs  les  100  kilogrammes 
pour  les  fers  marchands  ;  mais  les  aciers  et  surtout  les  aciers  spé- 
ciaux ont  une  valeur  plus  élevée. 

Si  on  considère  que  les  prix  des  différents  oxydes  ou  sels  sont  en 
rapport  avec  ceux  des  métaux  correspondants,  on  voit  que,  pour  être 
aussi  économiques  que  l'accumulateur  au  plomb,  la  plupart  des 
métaux  devraient  donner  une  énergie  massique  beaucoup  plus  consi- 
dérable que  celle  de  cet  élément.  Nous  négligeons  ici  le  prix  des 
traitements  que  subissent  les  différentes  matières  dont  on  constitue 
les  plaques;  mais  il  suffit  d'avoir  lu  la  description  (Voir  p.  448)  de  la 

30 


466  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

plaqae  Edison,  par  exemple,  pour  comprendre  que  le  traitement  coûte 
dans  ce  cas  beaucoup  plus  cher  que  le  traitement  simple  du  plomb 
ou  des  oxydes  de  plomb  qui  entrent  dans  I9  fabrication  des  plaques 
ordinaires. 

Un  autre  point  dont  l'importance  n'est  pas  à  démontrer  est  la  durée 
des  plaques.  Les  effets  actuellement  connus  des  actions  électroly- 
tiques  permettent  d'affirmer  que  toutes  les  plaques  d'accumulateurs 
doivent  avoir  fatalement  une  durée  limitée.  Même  en  admettant  une 
insolubilité  suffisante  des  matières  actives,  ce  n'est  pas  impunément 
que  l'on  soumet  celles-ci  à  des  charges  et  décharges  successives,  qui 
changent  à  tout  instant  leur  état  physique  comme  leur  composition 
chimique.  C'est  là  la  source  de  dégradation  de  la  plaque,  ou  même 
simplement,  si  la  matière  active  ne  tombe  pas,  de  la  diminution  de 
capacité  de  cette  plaque. 

En  outre,  l'action  électrolytiques'exerçant  sur  les  supports  attaque 
ceux-ci  plus  ou  moins  rapidement.  Il  est  permis  de  supposer  qu'il 
peut  exister  des  plaques  à  plus  grande  durée  que  celles  de  l'accu- 
mulateur au  plomb.  Cependant  aucune  jusqu'à  ce  jour  n'a  pu  réunir 
cette  qualité  avec  les  différentes  autres  que  nous  avons  examinées  et 
qui  sont  indispensables. 

Au  point  de  vue  économique  intervient  aussi  le  rendement  de  l'accu- 
mulateur. Dans  le  cours  de  cet  ouvrage,  nous  avons  vu  qu'à  ce  pro- 
pos l'accumulateur  au  plomb  est  certainement  un  des  mieux  placés. 
Dans  les  accumulateurs  à  faible  force  électromotrice,  la  surélévation 
de  celle-ci  à  la  fin  de  la  charge,  par  suite  de  la  séparation  des  ions 
de  l'électrolyte,  est  en  général  relativement  plus  importante  que 
lorsque  la  force  électromolrice  est  plus  élevée.  C'est  ainsi  qu'on 
obtient  pour  l'accumulateur  cuivre,  acide  sulfurique,  peroxyde  de 
plomb,  par  exemple,  un  rendement  en  énergie  (pour  un  même  rende- 
ment en  quantité)  moindre  qu'avec  l'accumulateur  au  plomb. 

Le  meilleur  accumulateur  à  ce  point  de  vue  est  celui  qui,  parfaite- 
ment réversible  et  n'ayant  pas  d'actions  locales,  posséderait  une  force 
électromotrice  aussi  voisine  que  possible  de  la  tension  nécessitée  par 
la  séparation  des  ions  de  l'électrolyte.  Les  éléments  aux  sels  haloYdes 
de  zinc  sont  des  plus  parfaits  à  cet  égard,  puisqu'il  n'y  a  pas  de  suré- 
lévation de  tension  à  la  fin  de  la  charge,  si  on  n'épuise  pas  complète- 
ment l'électrolyte,  et  que  les  variations  de  tension  ne  sont  dues 
qu'aux  variations  de  concentration.  Mais  ces  accumulateurs  pré- 
sentent, comme  nous  l'avons  démontré,  des  inconvénients  suffisants 
pou  r  en  empêcher  l'emploi  pratique. 


ACCUMULATEURS  DIVERS  467 

En  résumé,  si  on  fait  la  balance  des  avantages  et  inconvénients 
respectifs  des  différentes  piles  réversibles  étudiées  jusqu'à  ce  jour, 
on  est  en  droit  de  dire  que  Taccumulateur  au  plomb,  malgré  les 
reproches  qu'on  lui  adresse  et  que  justifient  les  nécessités  actuelles 
de  rindustrie,  reste  encore  le  meilleur  des  accumulateurs  élec- 
triques. 


468 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


TABLEAU    i37 

DKNSITKS  DES   SOLUTIONS   DIACIDE    SULFURIQUE 


DENSITÉ 

DEGRÉS 

H«S04 
POUR     100 

TENEUR 

B>    GRASIM;» 

de  UâS04 

DENSITÉ 

DEGRÉS 

BAUME 

HSS04 
POOR    100 

TENEUR 

B3I     OR  A  M  MES 

de  HïSG* 

A  \h*  c. 

BAl'MÉ 

(en  poids) 

par  lilre 

A  15*  c. 

(en  poids) 

par  lilre 

1,000 

0 

0,09 

1 

1,245 

28,4 

32,86 

409 

1,005 

0,7 

0,83 

8 

1,250 

28,8 

33,43 

418 

1,010 

1,4 

1,57 

16 

1,255 

29,3 

34,00 

426 

1,015 

2,1 

2,30 

23 

1.260 

29,7 

34,54 

435 

1,020 

2,7 

3,03 

31 

1,265 

30,2 

35,14 

444 

1,025 

3,4 

.  3,76 

39 

1,270 

30,6 

35,71 

454 

1,030 

4,1 

4,49 

46 

1,275 

31,1 

36,29 

462 

1,035 

4,7 

5,23 

54 

1,280 

31,5 

36,87 

472 

1,040 

5,4 

5,96 

62 

1,285 

32,0 

37,45 

481 

1,045 

6,0 

6,67 

71 

1,290 

32,4 

38,03 

490 

1,050 

6,7 

7,37 

77 

1,295 

32,8 

.  38,61 

500 

1,055 

7,4 

8,07 

85 

1,300 

33,3 

39,19 

510 

1,060 

8,0 

8,77 

93 

1,305 

33,7 

39,77 

519 

1,065 

8,7 

9,47 

102 

1,310 

34,2 

40,35 

529 

1,070 

9,4 

10,19 

109 

1,315 

34,6 

40,93 

538 

1,075 

10,0 

10,90 

117 

1,320 

35,0 

41,50 

548 

1,080 

10,6 

11,60 

125 

1,325 

35,4 

42,08 

557 

1,085 

11,2 

12,30 

133 

1,330 

35,8 

42,66 

567 

1,090 

11,9 

12,99 

142 

1,335 

36,2 

43,20 

577 

1,095 

12,4 

13,67 

150 

1,340 

36,6 

43,74 

586 

1,100 

13,0 

14,35 

158 

1,345 

37,0 

44,28 

596 

1,105 

13,6 

15,03 

166 

1,350 

37,4 

44,82 

605 

1,110 

li,2 

15,71 

175 

1,355 

37,8 

45,35 

614 

1,115 

14,9 

16,36 

183 

1,360 

38,2 

45,88 

624 

1,120 

15,4 

17,01 

191 

1,365 

38,6 

46,41 

633 

1,125 

16,0 

17,66 

199 

1,370 

39,0 

46,94 

643 

1,130 

16,5 

18,31 

207 

1,375 

39,4 

47,47 

653 

1,135 

17,1 

18,96 

215 

1,380 

39,8 

48,00 

662 

1,140 

17,7 

19,61 

223 

1,385 

40,1 

48,53 

672 

1,145 

18,3 

20,26 

231 

1,390 

40,5 

49,06 

682 

1,150 

18,8 

20,91 

239 

1,395 

40,8 

49,59 

692 

1,155 

19,3 

21,55 

248 

1,400 

41,2 

50,11 

702 

1,160 

19,8 

22,19 

257 

1,405 

41,6 

50,63 

711 

1,165 

20,3 

22,83 

266 

1,410 

42,0 

51,15 

721 

1,170 

20,9 

23,47 

275 

1,415 

42,3 

51,66 

730 

1,175 

21,4 

24,12 

283 

1,420 

42,7 

52,15 

740 

1,180 

22,0 

24,76 

292 

1,425 

43,1 

52,63 

750 

1,185 

22,5 

25,40 

301 

1,430 

43,4 

53,11 

759 

1,190 

23,0 

26,04 

310 

1,435 

43,8 

53,59 

769 

1,195 

23,5 

26,68 

319 

1,440 

44,1 

54,07 

779 

1,200 

2i,0 

27,32 

328 

1,445 

44,4 

54,55 

789 

1,205 

24,5 

27,95 

337 

1,450 

44,8 

55,03 

798 

1,210 

25,0 

28,58 

346 

1,455 

45,1 

55,50 

808 

1,215 

25,5 

29,21 

355 

1,460 

45,4 

55,97 

817 

1,220 

26,0 

29,84 

36i 

1,465 

45,8 

56,43 

827 

1,225 

26,4 

30,  t8 

373 

1,470 

46,1 

56,90 

837 

1,230 

26,9 

31,11 

382 

1,475 

46,4 

57,37 

846 

1,235 

27,4 

31,70 

391 

l,i80 

46,8 

57,83 

856 

1,240 

27,9 

32,28 

400 

l,i85 

47,1 

58,28 

865 

ACCUMUIATEURS  DIVERS 

TABLEAU  137  [suite) 


469 


DENSITÉ 

DEGRÉS 

H2S0i 

TK.NEUR 

DEPfSlTÉ 

DE}RÉS 

H-'SOi 

TENEUR 

A  15*  c. 

BADHi 

HOIR   100 

(eD  poids) 

EN     GRAMMRS 

de  HÏS04 
par  litre 

A  15»  c. 

BAUMi 

POUR  100 
(en  poids) 

EN     GRAVMBfl 

de  H«S04 
par  litre 

1,400 

47,4 

58,74 

876 

1,730 

60,9 

79,80 

1.381 

1,495 

47,8 

59,22 

885 

1,735 

61,1 

80,24 

1.392 

1,500 

48,1 

59,70 

896 

1,740 

61,4 

.  80,68 

1.404 

1,505 

48,4 

60,18 

906 

1,745 

61,6 

81,12 

i.4ia 

1,510 

48,7 

60,65 

916 

1,750 

61,8 

81,56 

1.427 

1,515 

49,0 

61,12 

926 

1,755 

62,1 

82,00 

1.439 

1,520 

49,4 

61,59 

936 

1,760 

62,3 

82,44 

1.451 

1,525 

49,7 

62,06 

946 

1,765 

62,5 

82,88 

1.463 

1,530 

50,0 

62,53 

957 

1,770 

62,8 

83,32 

1.475 

1,535 

50,3 

63,00 

967 

1,775 

63,0 

•83,90 

1.480 

1,540 

50,6 

63,43 

977 

1,780 

63,2 

84,50 

1.504 

1,545 

50,9 

63,85 

987 

1,785 

63,5 

85,10 

1.519 

1,550 

51,2 

64,26 

996 

1,790 

63,7 

85,70 

1.534 

l,;)o;> 

51,5 

64,67 

1.006    . 

1,795 

64,0 

86,30 

1.549 

1,560 

51,8 

65,08 

1.015 

1,800 

64,2 

86,90 

1.564 

1,565 

52,1 

65,49 

1.025 

1,805 

64,4 

87,60 

1.581 

1,570 

52,4 

65,90 

1.035 

1,810 

64,6 

88,30 

1.598 

1,575 

52,7 

66,30 

1.0i4 

1,815 

64,8 

89,05 

1.621 

1,580 

53,0 

.66,71 

1.054 

1,820 

65,0 

90,05 

1.639 

1,585 

53,3 

67,13 

1.06i 

1,821 

— 

90,20 

1.6t3 

1,590 

53,6 

67,59 

1.075 

1,822 

65,1 

90,40 

1.647 

1,595 

53,9 

68,05 

1.085 

1,823 



90,60 

1.651 

1,600 

54,1 

68,51 

1.096 

1,824 

65,2 

90,80 

1.656 

1,605 

54,4 

68,97 

1.107 

1,825 

— 

91,00 

1  661 

1,610 

5i,7 

69,43 

1.118 

1,826 

65,3 

91,25 

1.666 

1,615 

55,0 

69,89 

1.128 

1,827 



91,50 

1.671 

1,620 

55,2 

70,32 

1.1.39 

1,828 

65,4 

91,70 

1.676 

1,625 

55,5 

70,74 

1.150 

1,829 

— 

91,90 

1.681 

1,630 

55,8 

71,16 

1.100 

1,8.30 

65,4 

92,10 

1.685 

1,635 

56,0 

71,57 

1.170 

1,831 

65,5 

92,30 

1.690 

1,640 

56,3 

71,99 

1.181 

1,832 

65,5 

92,55 

1.693 

1,645 

56,6 

72,40 

1.192 

1,833 

65,6 

92,75 

1.700 

1,650 

56,9 

72,82  * 

1.202 

1,834 

— 

93,05 

1.706 

1,655 

57,1 

73,23 

1.212 

1,835 

65,7 

93,43 

1.713 

1,660 

57,4 

73,64 

1.222 

1,836 



93,80 

1.722 

1,665 

57,7 

74,07 

1.233 

1,837 

65,7 

94,20 

1.730 

1.670 

57,9 

74,51 

1.244 

1,838 

65,8 

94,60 

1.739 

1,675 

58,2. 

74,97 

1.256 

1,839 



95,00 

1.748 

1,680 

58,4 

75,42 

1.267 

1,840 

65,9 

95,60 

1.759 

1,685 

58,7 

75,86 

1.278 

1,8405 

65,9 

95,95 

1.765 

1,690 

58,9 

76,30 

1.289 

1,8410 

— 

97,00 

1.786 

1,695 

59,2 

76,73 

1.301 

1,8415 



97,70 

1.799 

1,700 

59,5 

77,17 

1.312 

1,8410 

— 

98,20 

1.808 

i  ,705 

59,7 

77,60 

1.323 

1,8405 



98,70 

1.816 

1,710 

60,0 

78,04 

1,334 

1,8400 



99,20 

1.825 

1,715 

60,2 

78,48 

1.3S.6 

1,8395 

— 

99,45 

1.830 

1,720 

60,4 

78,92 

1.357 

1,8390 

— 

99,70 

1.834 

1,725 

60,6 

79,36 

1.369 

1,8385 

■~~" 

99,95 

1.838 

DEUXIEME  PARTIE 
DESCBIPTIONS  DES  AGCUMULATEUBS 


Dans  cette  deuxiôme  partie,  nous  nous  occuperons  de  la  descrip- 
tion des  différents  types  d'accumulateurs.  Comme  dans  la  première 
partie,  nous  donnerons  ici  la  plus  large  place  à  Taccumulateur  au 
plomb,  puis  nous  décrirons  les  quelques  autres  accumulateurs 
divers  qui  ont  été  construits. 

En  principe,  Taccumulateur  étant  constitué  par  des  électrodes 
montées  dans  un  bac  qui  renferme  en  outre  Télectrolyte  et  les  diffé- 
rents accessoires,  il  y  a  lieu  d'examiner  spécialement  :  1**  la  fabri- 
cation et  la  description  des  plaques  ;  2"^  les  différents  modes  de 
montage  des  éléments. 

Nous  ferons  d'abord  une  étude  générale  de  ces  questions,  nous 
réservant  d'insister  avec  plus  de  détails  sur  les  principaux  accumula- 
teurs construits  soit  en  France,  soit  à  l'étranger,  et  dont  nous 
donnerons  une  monographie  spéciale. 


CHAPITRE  1 

PROCÈDES  GÉNËRAnX  DE  FABRICATION  DBS  PLAQUES 
DE  L'ACCUHnLATEUR  AU  PLOMB 


Constitution  des  supports.  —  Étudiant  le  fonctionnement  des  dif- 
férentes plaques,  nous  avons  antérieurement  divisé  celles-ci  en 
plaques  à  grande  surface,  plaques  empâtées  ou  à  oxydes  rapportés 
et  plaques  mixtes  pour  les  positives;  pour  les  négatives,  nous 
n'avons  considéré  que  les  deux  premiers  de  ces  types,  la  formation 
ultérieure  du  support  n'ayant  pas  lieu  ici. 

Au  point  de  vue  de  la  fabrication,  il  n'y  a  pas  de  différence  a  faire 
entre  les  positives  et  les  négatives,  qui  se  construisent  pareillement. 
Comme,  d'autre  part,  les  plaques  du  type  mixte  sont  des  plaques  à 
surface  assez  développée,  qui  sont  empâtées  au  début,  la  consti- 
tution de  leur  quadrillage  est  semblable  à  celle  des  plaques  à  grande 
surface.  Il  ne  reste  en  définitive  que  deux  types  de  support  à  étudier 
ici  :  i^  la  plaque  à  grande  surface,  construite  en  plomb  doux  et 
caractérisée  par  un  développement  de  surface  aussi  grand  que  pos- 
sible ;  2^  la  plaque  à  oxydes  rapportés,  fabriquée  en  plomb  dit  inoxy- 
dable et  portant  des  alvéoles  qui  sont  ensuite  remplis  de  matière 
empâtée. 

Dans  le  premier  cas,  nous  appelons  développement  de  surface  le 
rapport  entre  la  surface  réelle  de  contact  entre  le  plomb  (ou  ce 
qui  revient  au  même  après  formation  entre  la  matière  active)  et 
l'électrolyte  et  la  surface  de  la  plaque  calculée  par  le  double  du 
produit  de  sa  hauteur  par  sa  largeur.  Ce  développement  est  tou- 
jours plus  grand  que  l'unité  dans  le  premier  type  de  plaque,  tandis 
que  le  rapport  entre  la  surface  de  contact  de  lu  matière  active 
avec  l'électrolyte  et  la  surface  apparente  (double  produit  de  la  hau- 


PROCÉDÉS  GÉNÉRAUX  DE  FABRICATION  DES  PLAQUES  473 

leur  par  la  largeur)  est  toujours  plus  petit  que  Tunité  dans  le  cas 
de  la  plaque  à  oxydes  rapportés. 

Formes  diverses  des  plaques  à  grande  surface.  —  Les  formes  de 
ces  plaques  ainsi  que  les  procédés  de  fabrication  sont  excessivement 
nombreux.  Nous  savons  d'ailleurs  que,  dans  le  calcul  d'une  telle 
plaque  il  y  a  lieu  de  tenir  compte,  d'une  part,  de  la  capacité  spécifique 
à  obtenir,  et,  d'autre  part,  de  la  durée,  ces  deux  facteurs  variant  en 
sens  inverse.  D'autre  part,  nous  avons  vu  que  la  capacité  des  plaques 
à  grande  surface  varie  avec  le  procédé  de  formation  employé,  et 
atteint,  en  général,  une  valeur  comprise  entre  0,4  et  1  ampère-heure 
par  décimètre  carré  de  surface  active. 

Dans  la  fabrication  des  plaques  de  ce  type,  on  doit  par  conséquent 
chercher  à  obtenir  une  surface  totale  de  plomb  aussi  grande  que  pos- 
sible, tout  en  conservant  au  plomb  actif  une  épaisseur  en  rapport 
avec  la  durée  que  l'on  veut  exiger  de  la  plaque. 

Pour  un  poids  donné  de  plomb,  la  surface  est  inversement  propor- 
tionnelle à  l'épaisseur  (s'il  s'agit  de  lames)  ou  au  diamètre  (s'il  s'agit 
de  fils  ou  de  grenailles).  Dans  le  cas  de  feuilles  de  plomb,  si  on 
appelle  e  l'épaisseur  en  millimètres,  on  aura  pour  la  surface,  en  déci- 
mètres carrés,  développée  par  i  kilogramme  de  plomb  : 

e 

Si  on  emploie  du  fil  de  plomb  de  e  millimètres  de  diamètre,  cette 
surface  en  décimètres  carrés  par  kilogramme  de  plomb  devient  : 

Q       35,2 
e 

Enfin,  en  faisant  usage  de  grenailles  sphériques  ayant  e  millimètres 
de  diamètre,  cette  même  surface  atteindra  : 

e 

par  kilogramme  de  plomb.  Ce  dernier  cas  n'a  pas  été  réalisé  indus- 
triellement, par  suite  de  l'impossibilité  d'assurer  ainsi  une  communi- 
cation électrique  suffisante  entre  chacun  des  grains. 

On  a  vu  au  début  que  Planté  constituait  ses  éléments  à  l'aide  de 
lames  de  plomb  séparées  par  un  isolant,  puis  enroulées. 


474  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Afin  de  pouvoir  réduire  Tépaisseur  des  lames,  il  adopta  aussi  la 
disposition  horizontale,  les  lames  étant  séparées  par  des  cadres  en 
gutta-percha  ou  en  bois  paraffîné . 

Tommasi  garnit  de  lamelles  de  plomb  de  O"^",!  d'épaisseur  les 
alvéoles  d'un  quadrillage  dont  les  montants  verticaux  étaient  reliés 
par  des  nervures  inclinées  comme  les  lamelles  des  persiennes. 

Kabath  composa  une  électrode  à  Taide  d'une  série  de  lames  de 
plomb  deO"*"*,l  d'épaisseur  et  10  à  12  millimètres  de  largeur.  Ces 
lames,  alternativement  ondulées  et  plates,  étaient  empilées  dans  une 
enveloppe  constituée  par  une  feuille  de  plomb  de  l  millimètre  d'épais- 
seur, perforée  de  trous  en  quinconce  sur  ses  deux  faces  longitudi- 
nales. A  leurs  extrémités,  les  lamelles  étaient  soudées  avec  la  feuille 
de  plomb. 

Tamine  et  Arnoud  firent  des  électrodes  à  l'aide  de  fils  de  plomb 
enroulés  en  spirale  ;  ces  fils  étaient  étirés.  Simmen  obtint  plus  éco- 
nomiquement ces  fils  de  plomb  en  versant  du  plomb  fondu  dans  un 
récipient  préalablement  chauffé  dont  le  fond  était  percé  d'ajutages  à 
travers  lesquels  le  plomb  coulait  en  jets  li- 
quides venant  se  solidifier  dans  un  bassin 
rempli  d'eau  froide. 

Cette  masse  enchevêtrée  a  été  utilisée  par 
Reynier,  qui  la  comprimait  dans  une  cage  sem- 
blable à  celle  construite  par  Kabath;  il  obte- 
nait ainsi  ses  plaques  feutrées . 

Reynier  construisit  aussi  des  plaques  com- 
posées d'une  feuille  de  plomb  de  0'"'°,5  d'épais- 
Plaqiîe  Reynier.  ^®"^»  plissée  comme  l'indique  la  figure  163. 

Cette  feuille  était  entourée  d'un  cadre;  en  outre 
elle  était  évidée  au  milieu  en  forme  de  losange,  afin  de  diminuer  la 
déformation  due  au  foisonnement. 

Elieson  a  construit  des  électrodes  au  moyen  de  feuilles  de  plomb 
perforées  d'un  grand  nombre  de  trous  rectangulaires,  dans  chacun 
desquels  on  encastrait  une  petite  spirale  de  plomb  de  0'"",i  d'épais- 
seur, recouverte  de  papier  d'amiante. 

Howell  et  Cromplon  ont  employé  des  lames  découpées  à  la  scie 
dans  des  blocs  de  cristaux  de  plomb,  que  l'on  obtient  en  abandon- 
nant au  refroidissement  lent  une  masse  considérable  de  plomb  fondu. 
Les  lames  ainsi  produites  ont  une  densité  égale  à  8  (soit  les  2/3  de 
celle  du  plomb  fondu). 
Dujardin   (puis  ensuite  la   Société   française  des  accumulateurs 


PROCÉDÉS  GÉNÉRAUX  DE  FABRICATION  DES  PLAQUES 


475 


Excelsior)  composait  ses  plaques  positives  de  lames  de  plomb  doux, 
gaufrées,  de  0"'"*,8  d'épaisseur  et  de  10  millimètres  de  larg  eur,  dis- 
posées les  unes  au-dessus  des  autres  et  soudées  à  chaque  extrémité 
aux  barreaux  verticaux  d'un  cadre  dont  les  barreaux  horizontaux 
sont  ouverts  en  leur  milieu  afin  de  permettre  la  dilatation.  Cette  dis- 
position est  représentée  sur  le  côté  droit  de  la  figure  164. 


FiG.  i64.  —  Accumulateurs  Dujardin. 


Actuellement,  les  plaques  du  type  à  grande  surface  et  du  type 
mixte  sont  constituées  soit  par  des  lames  de  plomb  munies  de  ner- 
vures ou  de  dents  qui  en  augmententla  surface,  soit  par  un  assemblage 
de  rubans  ou  de  fils  de  plomb.  Nous  étudierons  plus  loin  les  diffé- 
rents procédés  de  fabrication  employés. 

Parmi  les  plaques  comportant  une  âme  et  des  nervures  ou  des 
dents,  mentionnons  les  plaques  Tudor,  Schulz,  Majert,  Lehmann, 
d'Arsonval-Vaugeois,  Pflûger,  Reuterdahl,  Behrend,  Gould,  Bain- 
ville  (âme  cylindrique),  Peyrusson  (âme  cylindrique),  pour  les 
plaques  à  grande  surface  ; 

Et  les  types  T.  E.  M.,  PoUak,  Gramme,  E.  P.  S.,  Heinz,  Hart, 
Yalls,  Pulvis,  pour  les  plaques  mixtes. 

Toutes  ces  électrodes,  construites  en  une  seule  pièce  ou  en  plu- 
sieurs parties  assemblées,  seront  décrites  en  détail  dans  les  mono- 
graphies. 

Citons  parmi  les  plaques  à  rubans  ou  fils  de  plomb  assemblés  • 
les  types  Blot,  T.  E.  M.,  Lacroix  (fils  à  âme  inoxydable),  Bary 
(anneaux  estampés),  Saturne  (bandelettes  ajourées), Chloride  (rubans 


47«  LES  ACCCMULATEURS  ÉI.ECTRIQUES 

en  spirale),  National  Battery  C*,  pour  les  plaques  à  grande  surface, 
et  Peigne,  pour  les  plaques  mixtes. 

Ces  électrodes,  différentes  de  forme  et  de  constitution,  seront  éga- 
lement décrites  dans  les  monographies. 

Nous  signalerons,  en  outre,  comme  plaques  à  grande  surface  : 

La  plaque  Epstein,  qui  possède  une  âme  munie  de  fine9  nervures 
horizontales  à  section  rectangulaire  et  en  regard  les  unes  des  autres 
des  deux  côtés  de  la  plaque. 

La  plaque  Oerlikons  comportant  également  une  âme,  de  fines  ner- 
vures horizontales  à  section  triangulaire  se  correspondant  des  deux 
côtés  de  la  plaque,  et  des  nervures  trapézoïdales  verticales  légè- 
rement décalées  d'un  côté  à  Tautre  ;  cette  plaque  est  entourée  d'un 
cadre. 

La  plaque  Pfaff,  qui  possède  une  âme  et  un  cadre,  est  partagée  par 
un  certain  nombre  de  nervures  verticales  et  horizontales,  en  cases  de 
forme  carrée,  dans  lesquelles  se  trouvent  les  fines  nervures  actives 
inclinées  à  45^  et  dont  le  sens  d'inclinaison  varie  d'une  case  à  la  sui- 
vante dans  les  deux  sens. 

La  plaque  de  la  Battery  C^,  de  Londres,  n'a  pas  d'âme,  mais 
e  st  constituée  par  l'assemblage  d'une  série  de  bandes  à  âme  et  à 
fines  nervures  rectangulaires  horizontales  de  26  millimètres  de  lar- 
geur et  de  T^^jS  d'épaisseur,  et  qui  sont  placées  sur  champ  en  lais- 
sant entre  elles  un  intervalle  de  5  millimètres,  de  telle  sorte  que  la 
plaque  terminée  possède  comme  épaisseur  la  largeur  des  bandes, 
soit  26  millimètres. 

La  plaque  Franke  est  divisée  en  cases  rectangulaires  de  46  milli- 
mètres de  hauteur  et  21  millimètres  de  largeur,  entre  lesquelles  on 
a  ménagé  des  ouvertures  allongées  dans  le  sens  vertical,  afin  de  per- 
mettre la  dilatation. 

Chaque  case  possède  des  fines  nervures  verticales  et  horizontales 
disposées  en  quinconce  des  deux  côtés  de  la  plaque,  qui  porte  en 
oulre  au  milieu  un  certain  nombre  de  baguettes  à  section  circulaire 
placées  horizontalement. 

La  plaque  Walitschek  est  caractérisée  par  des  séries  de  petites 
nervures  verticales  entre  lesquelles  on  laisse  horizontalement  des 
rainures.  Ces  nervures,  qui  se  projettent  en  forme  de  rectangle 
allongé  dans  le  sens  vertical  sur  la  surface  de  la  plaque,  présentent 
en  section  verticale  perpendiculaire  au  plan  de  la  plaque  une  forme 
triangulaire,  la  base  étant  sur  une  face  et  le  sommet  aboutissant  à 
l'autre  face.  Les  nervures  voisines  sont  placées  en  sens  inverse,  de 


PROCÉDÉS  GÉNÉRAUX  DE  FABRICATION  DES  PLAQUES  477 

telle  façon  que,  sur  une  face  de  la  plaque,  se  présentent  alternati- 
vement une  base  et  un  sommet. 

La  plaque  BerksRenger,  de  Bélabanya  (Hongrie),  est  obtenue  à  la 
presse  hydraulique  et  présente  en  section  une  âme  et  des  nervures 
fines  horizontales  qui  sont  ondulées  et  se  terminent  en  pointe  à  la 
surface. 

Dans  la  plaque  H.  Lake\  on  retrouve  la  disposition  à  âme  munie 
de  fines  nervures  horizontales,  dont  les  profils  variés  sont  indiqués 


FiG.  165.  FiG.  166.  FiG.  167. 

Plaques  Lake  en  coupe. 

dans  les  figures  165, 166,  167.  Dans  la  figure  166,  Tâme  présente  des 
ondulations. 

L'assemblage  de  bandes  de  plomb,  alternativement  plates  et 
ondulées,  dans  un  cadre,  a  été  employé  par  de  Bobinsky,  Elieson  et 
Bobinsky.  Ces  derniers  soudent  à  une  nervure  verticale  médiane  les 
bandelettes,  qui  sont  libres  de  se  dilater  sur  les  côtés,  disposition  fré- 
quemment adoptée. 

Geoffroy  et  Delore^  ont  proposé  des  plaques  constituées  par  un 
assemblage  de  lamelles  laminées  ou  estampées,  munies  de  trous, 
permettant  Tenfilage  sur  des  tiges  b  [fig.  168]  en  plomb  ou  en 
ébonite.  Les  différentes  lames  sont  séparées  par  des  fils  de  plomb 
ou  d'ébonite  c,  qui  entourent  les  tiges.  L'assemblage  se  fait  par  du 
plomb  coulé  en  e  ;  les  saillies  ^,  taillées  dans  les  bandes,  ont  pour  but 
<ie  faciliter  la  libre  dilatation. 

1.  Brevet  anglais  29273,  de  1897. 

2.  Brevet  français  306897,  dul5  avril  1901. 


478 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Dans  la  plaque  Lehmann  et  Mann^  représentée  en  figure  169,  les 
feuilles  de  plomb  /,  découpées  en  losange,  sont  disposées  en  piles  et 
assemblées  les  unes  aux  autres  en  zigzag. 


Fio.  168.  —  Plaque  Geoffroy  et  Delore. 


FiG.  169.  —  Plaque  Lehmann  et  Mann. 


Les  piles  des  losanges  sont  réunies  en  des  points  diagonalement 
opposés  par  une  ossature  A,  qui  assure  la  rigidité  de  la  plaque. 
La  plaque  Van  Kampen^  est  constituée  par  des  petites  plaques 


û     c  ^ 

Coupeœ^oo 

Fio.  no,  171,  172.  —  Plaque  Van  Kampen. 

unitaires  A',  A",  disposées  parallèlement  en  laissant  entre  elles  un 
intervalle  et  soudées  aux  nervures  horizontales  B  et  D  [fig,  170  à  172). 
Chaque  plaque  unitaire  est  composée  d'un  grand  nombre  de  petites 
lamelles  horizontales  a,  ayant  la  forme  qu'indique  la  figure  172; 
entre  chacune  d'elles  se  trouve  un  intervalle  h  égal  à  l'épaisseur  a. 


1.  Brevet  allemand  100131,  du  3  août  1897. 

2.  Brevet  hongrois  15278,  du  22  novembre  1898. 


PROCÉDÉS  GÉNÉRAUX  DE  FABRICATION  DES  PLAQUES 


479 


Ces  lamelles  sont  reliées  par  des  nervures  d,  d!  placées  en  zigzag  dans 
le  but  d'éviter  la  déformation  de  la  plaque. 

Hall  (1894)  prend  une  plaque  percée  d'alvéoles,  dans  lesquels  il 
introduit  des  rubans  de  plomb  minces  et  enroulés  en  spirale. 

Loppé,  Morin,  Martin  et  Griner*  ont  proposé  une  plaque  formée 
d'un  certain  nombre  de  feuilles  de  plomb  minces  et  ondulées  ;  il  y  en 


FiG.  173.  —  Plaque  Loppé,  Morin,  Martin 
et  Griner. 


lu  lis.  I 
111  {Il 

FiG.  17i.  —  Coupe  de  la  plaque 
précéaente 


a  six  dans  la  plaque  représentée  par  les  figures  173  et  174,  cette  der- 
nière étant  une  coupe  agrandie  de  la  section  verticale  suivant  la 
ligne  1-2  de  la  figure  173. 

Ces  feuilles  sont  perforées  d'un  grand  nombre  de  petits  trous  a, 
autour  desquels  le  métal  est  repoussé  en  forme  de  tronc  de  cône,  ce 
qui  donne  à  la  feuille  l'aspect  d'une  râpe  de  cuisine. 

L'assemblage  des  feuilles  est  effectué  par  des  rivets  tubulaires  h^h. 
Les  trousse,  e,  qui  traversent  la  plaque  de  part  en  part,  permettent  Ja 
circulation  de  l'électrolyte.  Les  feuilles  sont  maintenues  écartées  par 
des  cales  en  plomb  d^  à  la  parlie  supérieure  de  la  plaque. 

J.-B.  Relin  et  C.-A.  Rosier^  conslituent  une  plaque  à  grande  sur- 


1.  Brevet  français  298997,  août  1900;  —  brevet  anglais,  n»   20U0,    accepté   le 
15  septembre  1900. 

2.  Brevet  français  292163;  —   brevet  allemand  124480  ;  —  brevet  anglais  21297  ; 
de  1899. 


480  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

face  en  soudant  à  la  partie  supérieure  d*un  cadre  une  série  de  petites 
bandes  minces  en  plomb  B  tordues  sur  elles-mêmes.  Ces  bandelettes 
sont  libres  à  la  partie  inférieure.  Les  plaques  sont  formées  ainsi. 
Mais,  comme  les  spires  des  bandelettes  dépassent  la  surface  du  cadre, 
on  écrase  les  plaques  que  Ton  a  préalablement  saupoudrées  d'une 
matière  granuleuse  résistante,  capable  d'être  éliminée  facilement 
.ensuite,  telle  que  le  sel  marin  qu'on  peut  dissoudre.  On  conserve 

ainsi  les  vides  formés  par  les  spires  des 

bandelettes. 
Dans  la  figure  175,  les  bandelettes  B, 

tordues,  ont  été  enroulées  sur  un  cylindre 

enlevé  ensuite. 

'    Les  fils  de  plomb  sont  employés  entre 

autres  par  Damelincourt  \  qui  construit  une 

plaque  en  deux  parties  accolées.  Chaque 
Fio.  175.  —  Bandelettes  ^.  ,  j         i  j  *• 

Relin  et  Rosier.  partie  comprend  un  cadre  et  des  comparti- 

ments dans  lesquels  sont  logés  de  minces 
fils  de  plomb  ;  ceux-ci  sont  horizontaux  dans  une  partie  et  verti- 
caux dans  Tautre. 

Damade'  fait  des  tresses  en  fils  de  plomb  repliées  et  juxtaposées 
de  façon  à  composer  la  plaque  ;  le  tout  est  ligaturé  à  l'aide  d'at- 
taches de  fils  de  plomb. 

Fonnes  diverses  des  supports  de  plaques  genre  Faure.  —  Les  pre- 
mières plaques  construites  par  Faure  étaient  composées  de  lames  de 
plomb  sur  lesquelles  on  appliquait  une  pâte  de  sulfate  ou  d'oxydes 
de  plomb  soutenue  par  un  cloisonnement  en  feutre.  Les  éléments 
étaient  constitués  d'un  certain  nombre  de  ces  plaques  planes,  ou 
encore,  comme  dans  les  premiers  accumulateurs  Planté,  d'une  seule 
paire  d'électrodes  roulées  en  spirale. 

Un  premier  perfectionnement  imaginé  par  Gustave  Philippart,  et 
breveté  sous  le  nom  d'Ernest  Volkmar-,  a  consisté  à  éviter  l'incon- 
vénient des  cloisonnements  et  à  retenir  la  matière  active  dans  les 
trous,  cellules  ou  alvéoles  d'une  plaque  de  plomb  assez  épaisse.  Les 
premières  plaques  de  Gustave  Philippart  étaient  en  plomb  laminé  de 
3  à  4  millimètres  d'épaisseur  ;  elles  étaient  perforées  mécaniquement 


1.  Brevet  français  298621,  du  27  mars  1900. 

2.  Brevet  français  299141. 

3.  Brevet  français  145218,  du  8  octobre  1881. 


PROCÉDÉS  GÉNÉRArX  DE  FABRICATION  DES  PLAQUES  481 

(le  trous  très  nombreux  et  très  rapprochés,  qui  étaient  remplis  de 
matière  active. 

Les  plaques  Faure-Volkmar  construites  ensuite  avaient  la  forme 
de  grille  encore  employée  actuellement  par  un  assez  grand  nombre 
de  constructeurs.  Les  barreaux  horizontaux  et  verticaux  de  cette 
grille  ont  une  section  en  losange,  de  sorte  que  chacun  des  alvéoles 
est  formé  de  deux  troncs  de  pyramide  accolés  par  leurs  petites  bases. 

Ces  grilles,  fabriquées  en  plomb  doux,  se  peroxydaient  assez  rapi- 
dement. En  vue  de  retarder  cette  peroxydation,  Sellon  *  a  constitué  le 
support  des  plaques  d'un  alliage  plomb-antimoine,  plus  inoxydable 
que  le  plomb  doux  et  plus  résistant  mécaniquement. 

Les  plaques  ainsi  perfectionnées  ont  été  désignées  dans  la  suite 
sous  le  nom  de  plaques  Faure-Sellon-Volkmar. 

Les  modifications  qui  ont  été  apportées  à  ce  type  de  plaques  ont 
eu  pour  but  de  retenir  plus  longtemps  la  matière  active  dans  ses 
alvéoles.  On  a  pensé  y  parvenir  en  enfermant  les  matières  actives 
dans  des  cellules  rétrécies  vers  Textérieur. 

Comme  il  est  impossible  d'obtenir  de  telles  plaques  par  coulce, 
puisqu'il  faut  prévoir  une  dépouille  pour  le  démoulage,  Drake  et 
Gorham  ont  coulé  une  grille  ordinaire  Faure-Sellon-Volkmar  et 
Tont  ensuite  laminée  de  façon  à  écraser  les  nervures 
à  la  surface  et  à  produire  ainsi  une  plaque,  dans 
laquelle  les  alvéoles  ont  une  section  qui  va  en  dimi- 
nuant vers  la  surface. 

Gadot  est  arrivé  à  ce  même  résultat,  mais  d'une 
façon  beaucoup  plus  commode,  en  constituant  la 
grille  de  deux  parties  accolées  et  réunies  par  des 
rivets  de  plomb  ;  chacune  des  parties  est  obtenue  faci- 
lement par  coulée,  puisque  les  barreaux  ont  une 
forme  triangulaire  ou  trapézoïdale.  Cette  plaque, 
représentée  en  figure  176,  est  encore  construite  par 
un  certain  nombre  de  fabricants,  ainsi  qu'on  le  Plaqué  Gaciot. 
verra  dans  les  descriptions. 

Cette  même  forme  de  quadrillage  a  été  obtenue  d'une  seule  pièce 
par  Laurent  Cély.  Ainsi  qu'il  est  décrit  dans  le  chapitre  relatif  aux 
accumulateurs  T.  E.  M.,  on  constitue  d'abord  ici  les  pastilles  de 
matière  active  en  coulant  un  sel  de  plomb  fusible  (chlorure  de  plomb)  ; 
on  dispose  ces  pastilles  les  unes  à  côté  des  autres  dans  un  moule,  et 

1.  Brevet  français  147831,  du  10  mars  1882;  —  brevet  anglais  398T,  du 
15  septembre  1881. 

31 


482 


IJiS  ACCUMULATELRS  ÉLECTRIQUES 


on  coule  du  plomb  qui  les  sertit  et  forme  des  nervures  dont  la  sec- 
tion triangulaire  présente  sa  base  à  la  surface. 

C'est  dans  le  même  but  que  Reckenzaun  prépare  de  petits  boudins 
en  pâte  d'oxydes  de  plomb  qu'il  fait  sécher,  puis  dispose  en  rangées 
régulières  au  milieu  d'un  moule  dans  lequel  on  coule  du  plomb  ; 
celui-ci  emprisonne  les  boudins  de  matière  active. 

Quelques  auteurs  ont  eu  recours  à  l'emploi  de  pastilles  artificielles 
en  matière  soluble  (Pescetto)  ou  de  noyaux  en  sable  (Hagen)  sur  les- 


BBB| 
BBBB: 
BBBB 
BEIBBBB  B 
BBBPBpB  B 
ED  B  BB  BTD  B 
BOBBBO B 


4> 


-^ 


F[o.  m.  —  Moule  L.  Champagne.       Fio.  178. —  Coupe  du  moule  L.Champagne. 

quels  on  coule  le  plomb,  comme  dans  les  deux  cas  précédents.  Après 
la  coulée  on  élimine,  par  dissolution  par  exemple,  les  pastilles  étran- 
gères, et  il  reste  une  grille  en  plomb  à  alvéoles  ayant  la  section  dési- 
rée qu'on  garnit  d'oxydes  de  plomb. 

Léon  Champagne^  se  sert  à  cet  effet  d'un  moule  qui  se  compose 
d'une  plaque  en  métal  B,  sur  laquelle  est  fixée  par  des  vis  C  [fig.  \Ti 
et  178)  une  plaque  en  cuivre  D  présentant  des  perforations  E.  Au* 
milieu,  la  pièce  métallique  F  est  traversée  par  le  canal  G,  qui  sert  à 
l'échappement  de  l'air.  Dans  chaque  ouverture  K,  on  vient  loger  une 
pièce  H  en  craie.  La  plaque  de  fermeture  J  du  moule  est  ensuite 
serrée  sur  cet  ensemble,  après  interposition  d'une  feuille  d'amiante  L 
La  coulée  du  plomb  se  fait  par  l'échancrure  J'.  Après  refroidisse- 


i.  Brevet  anglais  1844,  du  26  janvier  1899. 


PROCÉDÉS  GÉNÉRAUX  DE  FABRICATION  DES  PLAQUES  483 

ment,  les  pièces  H  sont  éliminées  par  trempage  dans  Tacide  chlorhy- 
drique  étendu,  et  on  obtient  alors  la  grille  représentée  en  figure  179. 
Actuellement  les  supports  des  plaques  à  oxydes  rapportés  affectent 
les  formes  les  plus  diverses.  On  peut  les  diviser  en:  1°  quadrillages 
à  âme  comportant  une  âme  centrale 

et,  à  la  surface,  des  cellules  de  forme  ,     i     i     i     i     l  ^i 

quelconque,     droites    ou     inclinées  ; 


2°    plaques    à    grille    (Gitterplatten)  ^* 

composées  d'un  assemblage  de  bar-  Fio.  179.  -  PUque  L.  Cham- 
reaux  de  section  et  de  sens  quel- 
conques laissant  entre  eux  des  alvéoles;  3°  plaques  à  cadre  (Rah- 
menplatten)\  caractérisées  par  une  pastille  unique  de  matière 
entourée  d'un  cadre  qui  la  soutient  et  lui  amène  le  courant.  On  com  - 
prend  également  dans  ce  troisième  groupe  les  plaques  composées  de 
plusieurs  grandes  pastilles  encadrées;  4°  plaques  diverses. 

1*  Quadrillages  à  âme.  —  Dans  le  premier  groupe   se  rangent, 
toutes  les  plaques  à  augets  :  T.  E.  M.,  E.  P.  S.,  Pescetto,  Hart,  Valls, 
Chalmeton,  National  Battery  C^,  etc.,  qui  seront  décrites  dans  les 
monographies. 

2**  Plaques  à  grille.  —  Le  deuxième  groupe  comprend  certaine- 
ment le  plus  grand  nombre  des  formes  qui  ont  été  fabriquées  ou  bre- 
vetées. Nous  décrirons  en  détail  dans  les  monographies  les  types 
T.  E.  M.,  TEtampé,  Gramme,  Hagen,  E.  P.  S.,  Pescetto,  Schulz,  Moll 
et  Palmer,  Tudor,  Majert,  Oméga,  Heinz,  Pflûger,  Walt,  B.  G.  S., 
Wiiste  etRupprecht,  Reuterdahl,  Behrend,  Valls,  Chalmeton,  Aigle, 
de  Dion  et  Bouton,  Sperry,  Julien,  Phœbus,  etc. 

Parmi  les  autres  formes  brevetées  ou  fabriquées,  signalons  les 
suivantes  : 

La  plaque  Correns,  constituée  par  deux  grilles  assemblées  dontles 
barreaux  sont  à  section  triangulaire  avec  la  base  à  la  surface  de  la 
plaque  et  le  sommet  au  milieu.  Les  deux  grilles  présentent  entre 
elles  un  petit  écartement  et  sont  assemblées  de  telle  façon  que  le 
point  de  croisement  des  barreaux  de  Tune  correspond  au  milieu  des 
alvéoles  de  Tautre. 

La  plaque  Cartney  *  se  compose  d'un  cadre  a{fig.  180)  et  de  deux 
grilles  un  peu  écartées.  Comme  dans  la  plaque  Correns,  les  bar- 
reaux ô,  h  d'une  face  alternent  avec  ceux  de  l'autre;  mais  il  existe  en 

1.  DésigQées  aussi  en  Allemagne  sous  le  nom  de  Masseplatlen  (plaques  à 
matière). 

2.  Brevet  anglais  615,  du  11  janvier  1900. 


484  l'ES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

outre  ici  des  barreltes  transversales  c,  c,  représentées  en  figure  181, 
dans  laquelle  on  a  enlevé  la  grille  de  face  pour  montrer  la  dispo- 
sition adoptée. 


FiG.  i80.  —  Plaque  Cari ney. 


FiG.  181.  —  Partie  de  grille  Carlney. 


Les  plaques  de  Oerlikon  dérivent  de  la  grille  primitive  de  Faure- 
Sellon-Yolkmar;  la  section  des  barreaux  est  en  forme  de  losange; 


»  Q W W W^ 


L 


-L. 


0  1  2  3  Cm 

FiG.  182.  —  Plaque  de  Oerlikon. 


: 


h 
E 

-4- 

1 

[=H 

3 

3 

' 

— f- 
— |- 

r=n 

}         ■{ 

g 

If    f    f    T 


FiG.  183.  —  Plaque  Hartung. 


mais  les  alvéoles  ont  une  surface  triangulaire  ou  hexagonale.    La 
figure  182  représente  le  premier  cas. 

Dans  la  plaque  Hartung,  représentée  en  figure  183,  les  barreaux 


PROCÉDÉS  GÉNÉRAUX  DE  FABRICATION  DES  PLAQUES 


485 


triangulaires  sont  disposés  en  deux  séries,  Tune  horizontale  et  Tautre 
verticale. 

Leslie  \V.  Collins  *  construit  une  plaque  dont  le  cadre  est  en  deux 
parties,  Tune  d'elles  portant  la  queue  A,  (/î^^.  183).  Dans  les  entailles  B 
de  ce  cadre  s'appliquent  les  tenons  B3  des  extrémités  des  baguettes  B.^ 


A   A 


FiG.  184  et  185.  —  Grille  Collins. 


Fio.  186  et  187.  —  Grille  Hewilt. 


qui,  après  Tintrodùction,  sont  fondus  ou  soudés.  La  section  des 
baguettes  est,  comme  le  montre  la  vue  en  perspective  de  la  figure  184, 
en  forme  de  double  T. 

La  grille  John  Hewitt^,  représentée  par  les  figures  186  (élévation) 
et  187  (coupe  2-2),  se  compose  d'un  cadre  A  dont  les  montants  sont 
creusés  intérieurement  (a,  fig.  187)  et  qui  possède  dans  toute  sa  lon- 
gueur des  traverses  B  en  zigzag  également  creusées  intérieurement 
pour  mieux  retenir  la  matière.  Les  traverses  sont  reliées  en  diffé- 
rents points  par  les  nervures  horizontales  D,  disposées  alternative- 
ment sur  une  face  et  sur  l'autre  et  ayant,  comme  épaisseur,  la  moitié 
de  celle  des  traverses  ;  ces  nervures  ont  pour  but  de  consolider  la 
plaque. 


1.  Brevet  américain  669064,  du  1  juin  1899. 

2.  Brevet  américain  668517,  du  12  juin  1900. 


486  LES  ACCUMUJ.ATEURS  ÉLECTRIQUES 

Théodore  Pescatore  '  constitue  sa  plaque  de  deux  grilles,  qui  sont 
empâtées,  puis  ensuite  accolées  parallèlement  et  légèrement  séparées 
par  des  pièces  d'espacement. 

Des  grilles  à  barreaux  triangulaires  présentant  leur  base  à  la  sur- 
face de  la  plaque  peuvent  être  obtenues  en  une  seule  pièce  par  cou- 
lée, à  condition  d'alterner  les  barreaux  de  chaque  côté  de  la  plaque. 
C'est  ainsi  que  se  construit  la  grille  Moll  et  Palmer,  décrite  dans  les 
monographies.  Du  même  type  sont  les  plaques  du  baron  d'Arnoult ', 
celles  de  Lindstrom,  Hewitt  John  et  Hewitt  Thomas^,  «  The  Electric 
Storage  Battery  C®  »  (Voir  la  description  plus  loin),  etc. 

3*  Plaques  à  cadre,  —  Dans  le  troisième  groupe,  plaques  à  cadre, 
peuvent  se  ranger  les  plaques  Hammacher,  Bœse,  Dinin,  qui  seront 
décrites  dans  les  monographies. 

4**  Plaques  diverses,  —  Parmi  les  autres  types  divers,  on  peut  citer 
les  plaques  qui  renferment  un  autre  métal  que  le  plomb  comme  sup- 
port ou  comme  âme  conductrice.  Ce  remplacement  a  souvent  été 
proposé  en  vue  d'alléger  la  plaque  et  d'augmenter  sa  conductibilité. 
Disons  de  suite  qu'il  n'y  a  jamais  eu  d'applications  réellement  indus- 
trielles, les  métaux  employés  autres  que  le  plomb  étant  toujours  plus 
ou  moins  attaquables  par  l'électrolyte  de  l'accumulateur  et  donnant 
en  outre  des  actions  locales  avec  la  matière  active. 

Entre  les  nombreux  brevets  pris  pendant  ces  dernières  années, 
signalons  les  suivants  : 

La  Société  J.  BufTaudet  Â.  Tavian^  prend  comme  plaque  négative 
une  feuille  d'aluminium  plissée  recevant  la  matière  active. 

Siebrand  de  Mundaca,  Béer  et  Schneeberg^'  constituent  leurs 
plaques,  positives  et  négatives,  à  l'aide  d'une  âme  très  mince  en  alu- 
minium, perforée  d'un  très  grand  nombre  de  trous  très  fins.  Ce  sup- 
port est  d'abord  recouvert  de  cuivre  électrolytiquement,  puis  plombé 
par  un  moyen  quelconque.  Il  est  ensuite  recouvert  de  matière  active. 

De  Roussy  de  Sales  et  Gueugnon  ^  prennent  également  une  feuille 
d'aluminium  perforée  comme  support  de  leurs  négatives. 

Blanc^  recouvre  l'âme  en  aluminium  d'une  couche  de  cuivre,  puis 
d'une  couche  de  plomb,  par  électrolyse. 

1.  Brevet  français  309173,  du  20  mai-s  1901;  —  brevet  anglais  21233,  du 
23  novembre  1900. 

2.  Brevet  français  301522,  du  22  juin  1900. 

3.  Brevet  français  298oll,  du  23  mars  1900. 

4.  Brevet  français  304474,  du  10  janvier  1901. 

5.  Brevet  français  306270,  du  16  mars  1901. 

6.  Brevet  français  307713. 

7.  Brevet  français  313499,  du  14  août  1901. 


PROCÉDÉS  GÉNÉRAUX  DE  FABRICVTION  DES  PLAQUES  487 

Galy  et  Rain^  recouvrent  également  de  plomb  Tàme  en  aluminium 
qu'ils  enduisent  d'abord  d'une  soudure  spéciale  à  base  d'étain,  puis 
d'une  couche  d'étain  sur  laquelle  le  plomb  est  appliqué  par  laminage 
ou  encore  déposé  par  immersion  dans  un  bain  de  plomb  fondu. 

Fortun  et  Semprun^  silicatent  le  support  négatif  en  aluminium 
dans  le  but  d'éviter  son  attaque. 

Dans  les  plaques  de  la  Société  La  Force,  Haran  et  O*  ^,  les  sup- 
ports en  plomb  possèdent  à  l'intérieur  une  âme  en  cuivre  afin  d'en 
augmenter  la  conductibilité. 

Les  supports  en  charbon  (crayons  unis  ou  à  ailettes,  à  canne- 
lures, etc.)  ont  aussi  été  proposés  comme  supports  conducteurs. 
Citons  entre  autres  les  électrodes  Fournier*. 

Dans  une  autre  catégorie,  beaucoup  plus  importante  que  la  pré- 
cédente, on  peut  classer  les  plaques  dans  lesquelles  les  supports  com- 
prennent une  partie  conductrice  en  plomb  ou  alliage  de  plomb  et  une 
partie  isolante  qui  retient  la  matière  active. 

Nous  trouverons  dans  cette  catégorie  des  accumulateurs  qui  ont 
été  construits  et  se  trouvent  décrits  d'une  façon  détaillée  dans  les 
monographies  T.  E.  M.,  Max,  Phénix,  Heinz,  Fredet,  Pope  et  Son, 
Lagarde,  Hathaway,  Cheval  Lindemann,  etc. 

Les  brevets  sur  ces  genres  d'électrodes  sont  très  nombreux. 

Comme  supports  isolants,  on  trouve  très  souvent  des  enveloppes 
perforées  en  ébonite,  celluloïd,  etc.,  ou  encore  des  enveloppes 
poreuses  :  tissus  d'amiante,  de  caoutchouc,  terres  poreuses,  etc. 

L'  «  Electrical  Storage  Company  »,  de  Londres*"*,  a  construit  des 
plaques  composées  d'une  grille,  de  bandes  de  celluloïd  tendues  entre 
les  barreaux  verticaux  de  façon  à  retenir  la  matière  et  d'une  enve- 
loppe en  celluloïd  perforé. 

L'accumulateur  multitubulaire  de  D.  Tommasi®  rentre  dans  cette 
classe  ;  les  plaques  positives  et  négatives  aiïectent  la  forme  de  tubes 
à  section  circulaire  ou  carrée  (Voir  fig.  188  et  189).  La  gaine  perforée 
est  en  matière  isolante  (elle  peut  être  aussi  en  plomb)  ;  au  centre  se 
trouve  la  tige  en  plomb  servant  de  conducteur;  entre  ces  deux  parties 
est  logée  la  matière  active. 

1.  Brevet  français  317962,  du  21  janvier  1902. 

2.  Brevet  français  309307,  du  23  mars  1901. 

3.  Brevet  français  320257,  du  13  août  1902. 

4.  Brevet  français  317812,  du  17  janvier  1902. 

5.  LEclairage  électrique,  t.  I,  p.  j27. 

6.  Brevet  fram/ais  2032 i9,  du  18  janvier  1890;  —  brevet  allemand  56413,  du 
%  juillet  1890. 


488 


LES  ACCUMUJ^TEURS  ELECTRIQUES 


Ces  tubes  sont  introduits  dans  un  récipient  divisé  par  des  plaques 
en  matière  isolante,  percées  de  trous,  en  compartiments  renfermant 
alternativement  des  tubes  positifs  et  des  tubes  négatifs. 

Currie  ^   constitue   ses  électrodes  en  disposant  une  tige  de  bronze 

au  milieu  d'un  fourreau  en  amiante 
dans  lequel  on  coule  du  chlorure  de 
plomb  fondu.  On  remplace  ensuite  la 
tige  de  bronze  par  une  tige  en  plomb 
coulé  de  même  forme.  Le  chlorure  de 
plomb  est  alors  réduit  en  plomb 
spongieux  d'après  les  méthodes  con- 
nues. 


Fio.  188  et  189.  —  Electrodes  Tommasi. 


c-  a.      a 

FiG.  190.  —  Accumulateur  A.  Hicks. 


Le  support  employé  par  Paul-Emile  Placet^  est  constitué  d'un 
tissu  (feutre,  toile,  canevas,  crin)  enduit  de  matière  inattaquable  à 
l'acide  (paraffine,  bitume,  solution  de  caoutchouc,  silicate,  etc.). 
Autour  de  ce  support  est  enroulé  un  fil  conducteur  en  forme  de  spi- 
rale, recouvert  lui-même  par  la  pastille  de  matière  active. 

Albert  Ricks  a  breveté^  un  support  mince  en  matière  isolante, 
celluloïd,  mica,  ou  encore  en  aluminium  recouvert  d'une  couche  iso- 
lante. Sur  ce  support,on  fixe  un  enduit  d'une  substance  agglutinante 


1.  Lumière  électrique,  t.  XL,  p.  586  ;  1891. 

2.  Brevet  américain   668356,  du  14  novembre  1899  ;  —   Éclairage  électrique, 
t.  XXVIll,  p.  31  ;  6  juillet  1901. 

3.  Brevet   fran(:ais   300012,   du   5  mai    1900;   —  bi-evet  allemand  116413,    du 
11  avril  1900  ;  —  VÈclaimge  électrique,  t.  XXVllI,  p.  34  ;  6  juillet  1901. 


PROCÉDÉS  GÉNÉRAUX  DE  FABRICATION  DES  PLAQUES  489 

quelconque,  une  solution  de  caoutchouc  ou  de  celluloïd,  par 
exemple.  Puis  on  répand  sur  cette  couche  de  la  matière  active  fine- 
ment granulée.  Après  le  séchage  de  cette  première  couche,  on  em- 
pâte comme  sur  une  plaque  ordinaire. 

La  partie  conductrice  de  la  plaque  constitue  en  même  temps  la 
connexion  et  est  amovible.  C'est,  comme  le  montre  la  figure  190,  une 
bande  a  recourbée  en  forme  d'U  et  perforée.  Cette  bande  est  appli- 
quée sur  la  matière  active  des  électrodes  c  et,  pour  assurer  un  bon 
contact  avec  celles-ci,  des  bandes  flexibles  h  en  matière  élastique, 
caoutchouc  par  exemple,  viennent  opérer  le  serrage. 

Les  électrodes  W.-H.  Smith  '  sont  composées  d'une  grille  inoxy- 
dable à  barreaux  horizontaux,  entre  lesquels  est  maintenue  une  lame 
d'ébonite  mince  et  ondulée.  Une  enveloppe  perforée  en  celluloïd  ren- 
ferme cette  grille   et  la  matière  active  qui  l'entoure. 

La  plaque  von  der  Poppenbùrg^  se  compose  d'un  cadre  en  ébonite 
au  milieu  duquel  on  vient  loger  une  grille  en  plomb.  Dans  des  rai- 
nures du  cadre,  on  peut  fixer  des  bandes  horizontales  en  ébonite  qui 
sont  elles-mêmes  traversées  par  des  bandes  verticales  en  même 
matière.  Ces  traverses  maintiennent  des  plaques  perforées  en  ébonite 
ainsi  que  des  plaques  en  feutre.  La  matière  active  est  enchâssée 
entre  celle-ci  et  la  grille  intérieure. 

Alexandre  Katz^  emploie  une  grille  en  matière  non  conductrice  et 
à  larges  mailles,  qui  renferme  la  matière  active;  cette  grille  est 
entourée  de  feuilles  de  plomb  perforées. 

L'électrode  Gouin*  comprend  une  âme  centrale  constituée  par 
une  tige  de  plomb  entourée  de  matière  active.  Celle-ci  est  retenue 
par  un  tube-enveloppe  en  plomb  portant  de  larges  évidements  et 
recouvert  sur  sa  face  interne  d'un  tube  en  matière  isolante,  ébonite 
ou  celluloïd,  perforé  de  petits  orifices. 

Dans  certains  cas,  le  support  est  constitué  de  fils  de  plomb  et  de 
matière  isolante.  On  verra  plus  loin  que  la  plaque  Gdlcher  est  un 
tissu  de  fils  de  plomb  ou  de  fils  de  verre. 

Pour  constituer  son  électrode,  Gaston  AUard^  prend  un  fil 
d  amiante  autour  duquel  il  enroule  en  spirale  un  fil  de  plomb  de 
i  millimètre  de  diamètre.  Après  avoir  recouvert  de  matière  active,  on 

1.  Brevet  anglais  13646,  du  20  juin  1896;  —  VÉclairage  électrique,  t.  XiV, 
p.  515;  19  mars  1898. 

2.  Brevet  français  299633. 

3.  Brevet  français  300748. 

4.  Brevet  français  318912,  du  21  février  1902. 

5.  Brevet  hongrois  21446,  du  29  décembre  1900. 


490  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIUUE8 

entoure  d'un  nouveau  réseau  d'amiante,  puis  de  fils  de  plomb  et  de 
matière  active.  On  recommence  plusieurs  fois  les  enroulements  suc- 
cessifs d'amiante  et  de  plomb,  la  dernière  couche  étant  un  réseau 
d'amiante,  de  façon  à  retenir  la  matière. 

La   plaque  Clare,  construite  par  Y  «  International  Storage  Bat- 
tery  C**  »,  pour  les  éléments  d'automobiles,  possède  un  support  en 


Fi(i.  191.  —  Support  Clare. 

grès  poreux  qui  est  débarrassé  des  impuretés  conductrices.  L'unique 
côté  qui  reçoit  la  matière  active  est  divisé  en  cent  alvéoles  par  des 
nervures  étroites  qui  se  coupent  à  angle  droit.  L'autre  côté  (Voir 
la  figure  191)  possède  des  nervures  parallèles  dans  un  seul  sens. 

Des  nervures  un  peu  plus  épaisses  que  celles  qui  constituent  les 
alvéoles  permettent  de  juxtaposer  les  deux  parties  de  la  plaque  en 
laissant  un  intervalle  entre  les  deux  surfaces  de  matière  active. 
C'est  dans  cet  intervalle  qu'après  avoir  cimenté  les  deux  parties  on 
glisse  comme  conducteur  une  feuille  de  plomb  laminé  de  8  milli- 
mètres d'épaisseur  et  qui  pQrte  la  prise  de  courant. 

Hess*  a  breveté  une  électrode  dans  laquelle  le  support  de  matière 
active  est  constitué  par  un  agglomérat  de  sable  et  de  caoutchouc 
entouré  d'un  cadre  en  plomb. 

Dans  la  plaque  Hatch^,  on  accole  de  chaque  côté  d'une  lame  de 
plomb  deux  plaques  poreuses  percées  de  trous  ou  creusées  de 
rainures  que  l'on  garnit  de  matière  active. 

Pour  construire  la  plaque  de  la  Société  germano-suisse  de  Fri- 
bourg',  on  applique  d'abord,  à  l'intérieur  d'une  cuvette  en  celluloïd 
perforé,  une  cloison  poreuse  ;  sur  celle-ci  on  dispose  la  moitié  de  la 
matière  active,  puis  on  place  la  grille  en  plomb,  et  on  étend  la 
deuxième  moitié  de  la  matière.  Après  application  d'une  deuxième 
cloison  poreuse,  on  ferme  enfin  la  cuvette  en  celluloïd,  dont  les  deux 
partiessont  collées  par  de  la  dissolution  de  celluloïd. 

1.  L'Eclairage  électHque^  1. 1,  p.  658. 

2.  Lumière  électrique^  t.  XL,  p.  130. 

3.  Eclairage  électrique,  t.  IX,  p.  218:  31  octobre  1896. 


PROCÉDÉS  GÉNÉRAUX  DE  FABRICATION  DES  PLAQUES  491 

La  Société  Fulmen^  a  construit  en  1896  des  plaques  à  grille  dans 
lesquelles  la  matière  active  était  retenue  par  une  enveloppe  en  par- 
chemin ou  en  amiante,  recouverte  à  son  tour  d'une  enveloppe  en 
ébonite  perforée  dont  les  deux  côtés  étaient  reliés  par  des  rivets  en 
ébonite. 

Faure  King'  recouvre  la  plaque  empâtée  d'une  couche  de  gutla- 
percha,  puis  il  perfore  chaque  alvéole  de  matière  d'un  ou  plusieurs 
trous. 

La  plaque  H.  Texier  d'Arnoult^  se  compose  d'une  grille  empâtée 
dont  le  cadre  a  été  enduit  d'une  solution  de  celluloïd  (75  0/0)  dans 
l'acétone  (25  0/0)  dans  le  but  de  diminuer  les  actions  locales  entre  la 
matière  active  et  son  support.  Cette  plaque  est  entourée  de  deux 
feuilles  perforées  en  celluloïd,  que  l'on  fait  adhérer  par  une  pression 
convenable  sur  l'enduit  du  cadre,  fraîchement  appliqué. 

Damade^  constitue  ses  plaques  d'un  sac  tissé  en  fil  d'amiante  et  de 
laine,  verre  ou  laitier,  qui  renferme  la  matière  active,  cette  matière 
et  son  contenant  étant  solidarisés  par  des  coutures  ou  fils  de  plomb 
formant  le  conducteur. 

1.  Éclairage  électrique,  t.  VI II,  p.  565;  9  septembre  1896. 

2.  Brevet  anglais  29115,  du  18  décembre  1896. 

3.  Brevet  français  301 522,  du  22  juin  19D0. 

4.  Brevet  fran(;ais  320278,  du  14  août  1902. 


CHAPITRE  II 
CONSTRUCTION  DES  PLAQUES  DE  L'ACCUMULATEUR  AU  PLOMB 


Au  point  de  vue  de  la  construction  des  différents  types  de  plaques, 
on  peut  distinguer  deux  modes  généraux  de  travail  du  plomb  :  1*  les 
procédés  de  coulée,  dans  lesquels  le  plomb  est  travaillé  à  une  tempé- 
rature au  moins  égale  à  la  température  de  fusion;  2^  les  procé- 
dés de  travail  du  plomb  à  basse  température  (c'est-à-dire  tempéra- 
ture inférieure  à  celle  de  fusion). 

Coulée  des  plaques.  —  Ce  procédé,  qui  est  le  plus  employé,  con- 
siste à  couler  le  plomb  ou  Talliage  de  plomb  en  fusion  dans  un  moule 
de  forme  appropriée  qui  possède  en  creux  les  parties  qui  doivent 
être  pleines  dans  la  plaque,  et  vice  versa. 

La  température  de  fusion  du  plomb  pur  est  334^ C.  Les  alliages  de 
plomb  et  antimoine  fondent  à  une  température  un  peu  supérieure, 
mais  qui  ne  dépasse  guère  350**  C.  pour  les  teneurs  employées  (au 
maximum  10  0/0  d'antimoine). 

La  fusion  est  en  général  effectuée  dans  des  marmites  en  fonte,  et 
on  maintient  une  température  notablement  supérieure  à  celle  de 
fusion. 

Pour  les  plaques  de  forme  simple,  le  moule  est  en  deux  parties 
symétriques,  juxtaposées  lorsque  le  moule  est  fermé,  et  écartées 
lorsque  celui-ci  est  ouvert.  Des  charnières  et  des  vis  de  serrage  per- 
mettent d'effectuer  ces  deux  opérations. 

Ces  moules  se  construisent  soit  en  fonte,  soit  en  acier  ou  en  bronze. 
L'acier  ou  le  bronze,  quoique  plus  cliers  et  plus  difficiles  à  travailler, 
sont  employés  de  préférence  lorsque  les  plaques  doivent  comporter 
des  nervures  très  fines  et  très  rapprochées. 

L'orifice  de  coulée  du  moule  doit  avoir  une  section  suffisante  pour 


CONSTRUCTION  DKS  PLAQUES  i93 

permettre  ralimentation  rapide  de  tous  les  canaux.  Si  Tintérieur  du 
Ynoule  aiïectait  uniquement  la  forme  de  la  plaque,  celle-ci  ne  serait 
jamais  saine,  le  plomb  emprisonnant  toujours  des  bulles  d'air  pen- 
dant son  refroidissement  rapide.  Des  plaques  ainsi  obtenues  possé- 
deraient de  nombreux  trous  et  soufflures  qui  nuiraient  à  leur  solidité 
mécanique  et  surtout  accéléreraient  la  peroxydalion  en  certains 
points,  cause  de  rupture  pendant  le  fonctionnement  de  Taccumu- 
lateur. 

Pour  cette  raison,  il  convient  de  prévoir  à  la  partie  supérieure  de 
la  plaque  une  masselotte  de  plomb,  qui  rassemble  la  plus  grande 
partie  des  bulles  d'air  et  qui,  sciée  ensuite,  permet  d'obtenir  une 
plaque  plus  saiue. 

En  outre,  on  dispose  en  différents  points,  soit  dans  le  plan  de  la 
plaque,  soit  perpendiculairement,  desévents,  canaux  très  petits  qui, 
débouchant  à  la  partie  extérieure  du  moule,  permettent  Téchappe- 
ment  de  lair  sous  la  poussée  des  veines  de  plomb  liquide. 

On  prévoit  souvent  aussi  des  canaux  supplémentaires  pour  ali- 
menter certains  points  de  la  plaque  éloignés  de  Forifice  de  coulée. 
Ces  canaux  extérieurs  à  la  plaque  sont  enlevés  à  Tébarbage. 

La  coulée  peut  être  faite  à  la  poche  par  la  partie  supérieure  du 
moule,  ou  miebx  encore  à  Faide  d'un  siphon  alimentant  le  moule  par 
la  partie  inférieure.  Cette  dernière  solution  permet  de  puiser  le  plomb 
à  une  certaine  dislance  du  niveau  dans  la  marmite  de  fusion  et,  par 
suite,  de  l'avoir  exempt  des  crasses  d'oxyde  qui  se  produisent  à  la 
surface.  Elle  doit  donner,  d'autre  part,  moins  de  soufflures  dans  le 
plomb. 

Afin  de  faciliter  le  démoulage,  on  garnit  l'intérieur  du  moule  d'une 
couche  excessivement  mince  de  poudres  très  fines  (colcotar,  talc, 
plombagine,  etc.). 

Dans  les  grilles  ordinaires,  l'écartement  des  deux  parties  du 
moule  se  fait  perpendiculairement  au  plan  de  la  plaque.  Si  celle-ci 
comporte  des  augets  inclinés  (T.  E.  M.,  Hart,  Valls,  etc.),  il  est 
nécessaire  de  prévoir  un  dispositif  permettant  à  chacun  des  deux 
tampons  du  moule  de  s'écarter  dans  la  direction  des  augets. 

Enfin,  lorsque  la  plaque  doit  posséder  des  nervures  superficielles 
de  chaque  côté,  réunies  par  des  nervures  centrales,  le  moule  com- 
prend deux  plateaux  possédant  l'empreinte  des  nervures  superfi- 
cielles ;  entre  ces  plateaux,  on  place  un  peigne  dont  les  dents  ont 
entre  elles  des  intervalles  qui  correspondent  à  l'épaisseur  des  ner- 
vures centrales.  Après  coulée  et  refroidissement,  on  procède  à  l'arra- 


49*  LES  ACCUMULATEl-RS  ÉLECTRIQUES 

chement  des  peigaes  aa  moyen  d*an  dispositif  quelconque  'vis  et 
volant,  par  exemple).  Cesi  le  procédé  employé  poar  oonstmire  la 
plaqae  de  Dion  et  Bouton  décrite  plus  loin  :  c'est  également  le  pro- 
cédé employé  par  Riasse  * . 

On  emploie  quelquefois  la  coulée  pour  faire  une  partie  seulement 
de  la  plaque.  Lorsqu*il  s*agit,  par  exemple,  d'une  plaque  constituée 
par  un  assemblage  de  bandes  ou  de  fils  de  plomb  réunis  par  un  cadre 
en  plomb,  celui-ci  est  obtenu  par  coulée  dans  une  forme  ou  dans 
un  moule  spécial. 

Les  figures  390  à  393  montrent  le  moule  employé  à  cet  effet  par  la 
fabrique  d'accumulateurs  Gulcher  et  que  nous  décrivons  dans  le  cha- 
pitre consacré  a  ces  éléments. 

Gulcher  -  a  breveté  également  un  procédé  de  fabrication  de 
plaques  à  grande  surface,  consistante  disposer  dans  une  forme  spé- 
ciale alternativement  des  bandes  de  plomb  et  des  bandes  de  papier. 
Afin  de  dégager  les  extrémités  des  bandes  de  plomb,  qui  doivent  être 
noyées  dans  le  plomb  coulé  du  cadre,  les  bandes  de  papier  sont  cou- 
pées moins  longues  et  plus  larges  que  celles  de  plomb,  de  sorte  que  la 
mise  en  place  dans  la  forme  se  fait  facilement.  Le  paquet  de  bandes 
ainsi  formé  est  disposé  dans  un  moule,  dans  lequel  on  verse  le  plomb 
qui  doit  constituer  le  cadre.  Le  papier  a  pour  but  d'éviter  la  coulée 
du  plomb  dans  les  intervalles;  il  est  éliminé  ensuite  par  un  traite- 
ment à  Tacide  sulfurique. 

On  a  fait  souvent  au  procédé  de  coulée  simple  le  reproche  de  ne 
pas  donner  un  métal  suffisamment  homogène.  Aussi  a-t-on  imaginé 
différents  systèmes  de  coulée  sous  pression. 

Dans  le  système  Lloyd,  un  siphon  qui  se  remplit  automatique- 
ment de  plomb  fondu  est  mis  en  communication,  au  moment  de  la 
coulée,  avec  une  canalisation  d'air  comprimé.  Le  procédé  est  plus 
rapide  que  celui  de  la  coulée  à  la  poche,  et  le  plomb,  qui  est  com- 
primé, est  plus  homogène.  C'est  ce  procédé  qui  est  employé  par  la 
Société  pour  le  Travail  électrique  des  métaux. 

Vellino^  coule  sous  très  haute  pression  de  façon  à  prendre  le 
plomb  à  une  température  très  peu  supérieure  à  celle  de  son  point  de 
fusion  et  à  éviter  ainsi  les  dangers  d'oxydation  et  le  retrait  qui  se 
produisent  lorsque  la  température  est  trop  élevée.  Ici,  on  établit  dans 
le  récipient  de  fusion  du  plomb  une  pompe  à  piston  relié  au  piston 

1.  Brevet  fraorais  314891,  du  10  octobre  1901. 

2.  Brevet  français  298548,  du  24  mars  1900. 

3.  Brevet  français  3230X7,  du  16  juillet  1902. 


CONSTRUCTION  DES  PLAQUES  495 

d'un  cylindre  moteur,  de  telle  sorte  qu'étant  plongée  sous  la  masse 
en  fusion  cette  pompe  en  retire  le  plomb  au-dessous  du  niveau  et  le 
refoule  dans  le  moule  par  un  siphon  remontant  du  fond  de  la  mar- 
mite. Ce  siphon  débouche  dans  une  tuyère  horizontale  de  moindre 
diamètre  et  qui  va  s'élargissant  en  cône  jusqu'au  moule. 

Lors  de  la  montée  du  piston,  le  plomb  rentre  dans  le  corps  cylin- 
drique de  la  pompe  par  le  jeu  existant  entre  le  piston  de  celle-ci  et 
la  tige.  Pendant  la  descente,  une  partie  d  e  la  tige  appuie  sur  son 
siège,  comme  le  ferait  une  soupape,  et  ferme  l'arrivée  du  plomb.  Le 
plomb  contenu  dans  la  pompe  est  alors  comprimé  dans  le  moule 
à  une  pression  qui  peut  varier  de  20  à  200  kilogrammes  par  centi- 
mètre carré. 

Travail  des  plaques  à  basse  température.  —  La  coulée  des  plaques 
à  grande  surface  ne  permet  guère  de  dépasser  10  comme  dévelop- 
pement de  surface,  principalement  par  suite  des  arrachements  qui  se 
produisent  pendant  le  démoulage  dans  une  plaque  en  plomb  doux 
munie  de  nervures  fines  et  profondes. 

On  a  cherché  pendant  ces  dernières  années  à  obtenir  avec  les 
plaques  à  grande  surface  un  développement  aussi  élevé  que  possible, 
de  façon  à  augmenter  leur  capacité  spécifique  et  à  la  rapprocher 
de  celle  des  plaques  à  oxydes  rapportés,  bien  supérieures  à  ce  point 
de  vue. 

C'est  pour  cette  raison  et  aussi  afin  d'obtenir  un  plomb  très  homo- 
gène et  donnant  une  peroxydation  aussi  régulière  que  possible  qu'on 
a  remis  en  honneur  les  procédés  de  travail  du  plomb  à  une  tempéra- 
ture inférieure  à  celle  du  point  de  fusion. 

En  1885,  de  Khotinsky  *  eut  l'idée  de  préparer  les  plaques  de  la 
manière  dont  on  procède  pour  fabriquer  les  tuyaux  de  plomb.  Pour 
cela,  il  comprimait  le  plomb  rendu  mou  par  l'action  de  la  chaleur  à 
travers  des  matrices  ayant  la  forme  voulue. 

Ce  procédé  a  été  employé  par  la  Société  Pulvis,  dont  les  plaques 
sont  décrites  plus  loin. 

Les  plaques  d'Arsonval-Vaugeois  etBainville,  décrites  également 
dans  les  monographies,  sont  faites  de  la  même  façon,  les  formes 
seules  et  peut-être  aussi  les  conditions  de  température  et  de  pression 
étant  différentes. 

Au  lieu  de  faire  passer  le  plomb  à  travers  des  filières,  VAccumu- 

1.  Brevet  français  170314,  du  6  août  1883 . 


♦% 


LE^  ACCr31i;LATEUR<  ÊLECTBIorE> 

G,    Bcps«  et  C*  •  le  travaille 


lalorpti  un/1  El^htriciiau-M erke  A 
entre  des  rouleaux. 

A  cet  effet,  la  presse  à  plomb  a  possède  un  ajutage  c  qui  débouche 
devant  deux  rouleaux  d^  e  fig.  19^  .  I^  plomb,  chauffé  à  une  tempé- 
rature convenable,  est  poussé  par  le  piston  b. 

Les  d^ux  rouleaux,  montés  sur  le  bâti  /*.  ont  leurs  axes  d^^  e,,  qui 
peuvent  être  rapprochés  ou  écartés  en  manœuvrant  les  volants  g^  g. 
Ces  axes  portent  aussi  les  roues  dentées  d^^  e^^  qui  sont  accouplées 


FiG.  192.  —  Machine  Bœse. 


FiG.  193. 


Machine  Bœ^^e. 


respectivement  aux  roues  d'engrenage  ^,  /r;  ces  roues  s'engrènent 
elles-mêmes  et  sont  commandées  par  la  roue  dentée  i,  montée  sur  le 
même  axe  que  la  poulie  l  {\oirfig.  193). 

Les  différentes  roues  étant  de  même  diamètre  deux  à  deux,  les 
deux  rouleaux  tournent  donc  en  sens  inverse  et  à  la  même  vitesse. 

Chaque  rouleau  de  comprend  quatre  disques  larges  et  striés 
obliquement.  Entre  ces  quatre  disques  ?/2,  n,  o,  pont  été  disposés  des 
disques  étroits  q,  q,  q\  aux  extrémités  deux  autres  paires  de  disques 
r,  r  et*,  *,  ont  été  placés. 

Les  disques  extrêmes  s,  s  des  deux  rouleaux  se  touchent  et 
empêchent  le  plomb  de  s'échapper  sur  les  côtés.  Tous  ces  différents 
disques  sont  maintenus  solidement  par  des  boulons  et  des  écrous  /. 

Sur  la  surface  des  rouleaux,  on  réserve  des  bandes  m,  m,  non  striées, 
qui  forment  la  nervure  centrale  que  Ton  voit  en  figure  194.  Les  bords 
de  la  plaque  sont  formés  par  les  disques  r,  r,  et  les  nervures  parles 
disques  y,  q,  q. 

i.  Brevet  anglais  5293,  du  20  mars  1900. 


CONSTRUCTION  DES  PIAQUES  497 

Dans  d'autres  cas,  le  plomb  est  travaillé  à  la  température  ordinaire. 
Dans  la  description  des  plaques  Majert,  nous  donnerons  des  détails 
sur  un  de  ces  procédés,  qui  consiste  à  tailler  à  Taîde  d'un  outil,  rap- 
pelant comme  forpue  un  soc  de  char- 
rue, une  feuille  de  plomb  laminée. 

La  fabrication  des  plaques  Gould 
à  grande  surface,  décrite  dans  les 
monographies,  offre  un  autre 
exemple  de  travail  du  plomb  à  froid,  Fio.  194.  —  Bande  Bœse. 

la  machine  possédant  ici  une  paire 

de  rouleaux  pourvus  de  couteaux  découpeurs  et  animés  d'un  mou- 
vement de  rotation  rapide. 

Les  plaques  Heimann  affectent  la  même  forme  que  les  plaques 
Gould,  mais  sont  fabriquées  différemment  : 

Hans  Heimann^  se  serl  d'outils  analogues  à  des  couteaux  qui 
reçoivent  un  mouvement  relatif  parallèle  à  la  plaque  de  plomb. 
Dans  leur  mouvement  de  va-et-vient,  exécuté  à  une  grande  vitesse, 
les  couteaux,  disposés  à  un  intervalle  déterminé,  pénètrent  dans  la 
plaque  de  plomb  et  y  tracent  des  rainures,  tandis  que  le  plomb  inter- 
médiaire est  refoulé  dans  les  intervalles,  où  il  est  pressé  et  étendu, 
grâce  à  la  forme  conique  particulière  des  côtés  des  couteaux.  On 
obtient  alors  des  nervures  de  hauteur  sensiblement  supérieure  à 
l'épaisseur  primitive  de  la  plaque.  Le  travail  est  ainsi  effectué  de 
telle  manière  que  le  sens  de  la  pression,  pendant  la  formation  des 
nervures,  n'est  pas  perpendiculaire,  mais  parallèle  à  la  surface  de  la 
plaque.  II  en  résulte  une  fatigue  et  une  usure  moindres  des  couteaux. 

Les  figures  ci-contre  représentent  les  dispositions  employées  :  la 
figure  193  est  une  vue  de  face  de  la  machine;  la  figure  196  en  est 
une  vue  de  côté  ;  la  figure  197  est  une  coupe  transversale  d'une  plaque 
d'accumulateur  terminée  comportant  quatre  rangées  de  nervures 
séparées  par  des  traverses.  La  figure  198  représ  ente  le  couteau  en 
élévation  et  en  coupe  horizontale. 

Lescouteaux(/î^.  196)onldes  facesacliveso  de  forme  parabolique, 
et  ils  sont  taillés  de  façon  à  présenter  immédiatement  au-dessus  de 
la  lame  un  bourrelet  ou  renforcement  central  g^  qui  saisit  la  bande 
de  plomb  entaillée  par  deux  couteaux  et  la  relève  en  cône. 

Les  couteaux  peuvent  recevoir  un  mouvement  de  va-et-vient  sur 
la  plaque  fixe  à  façonner,  ou  bien,  inversement,  les  couteaux  peuvent 

4.  Brevet  français  326515,  du  22  octobre  1902. 

32 


498 


IJSS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


=^\         ^^ 


Fio.  193.  —  Machine  Heimaim. 


Fio.  196,  197  et  198.  —  Machine  Heimann. 


CONSTRUCTION  DES  PLAQUES  499 

être  fixes,  et  c'est  la  plaque  qui  reçoit  alors  le  mouvement  alternatif. 
Dans  ce  dernier  cas,  la  vitesse  à  laquelle  la  plaque  se  meut  sur  les 
couteaux  est  dépendante  du  mouvement  des  couteaux  s'enfonçant 
dans  la  plaque. 

La  machine  représentée  ici  en  figures  195,  196  se  rapporte  à  cette 
dernière  disposition.  Le  socle  a  de  la  machine  porte  à  chaque  extré- 
mité les  deux  montants  6,  6,  destinés  à  recevoir  et  à  guider  les 
porte-couteaux  c,  c.  Dans  les  montants  sont  disposés,  en  haut  et  en 
bas,  des  tiges  filetées  à  droite  et  à  gauche,  de  sorte  que  la  rotation 
des  tiges  d  opère  un  mouvement  régulier  de  rapprochement  ou 
d*écartement  des  deux  porte-couteaux  de  la  plaque  de  plomb  /*,  guidée 
dans  la  partie  médiane. 

Les  tiges  filetées  reçoivent  leur  rotation  au  moyen  de  roues  den- 
tées montées  sur  leurs  extrémités  g,  g^  et  engrenant  avec  une  roue 
intermédiaire  commune  ^,  dont  Taxe  i  est  commandé  par  Tarbre 
moteur  k  de  la  machine.  L'axe  i  peut  également  recevoir  sa  rotation 
à  la  main  par  le  volant  l  après  Tenlèvement  du  cliquet  m. 

L'arbre  moteur  k  commande,  par  l'intermédiaire  d'un  engrenage 
denté  permettant  de  réaliser  la  vitesse,  et  par  manivelle  et  bielle,  le 
chariot  n,  qui  possède  son  guidage  sur  le  socle  a  et  porte  la  plaque 
d'accumulateur  à  façonner.  La  vitesse  à  laquelle  la  plaque  se  meut 
sur  les  couteaux  est  ainsi  dépendante  du  mouvement  des  couteaux 
contre  la  plaque  ;  les  couteaux  pénètrent  peu  à  peu  dans  la  plaque  et 
relèvent  la  bande  comprise  entre  eux. 

Pour  la  fabrication  d'une  plaque  d'accumulateur  comme  celle 
représentée  figure  196,  la  machine  possède  quatre  colonnes  de 
couteaux. 

La  course  du  chariot  est  déterminée  de  façon  que  les  couteaux 
réservent  entre  les  nervures  de  la  plaque  /"des  traverses  f  qui  aug- 
mentent la  solidité  de  la  plaque.  Le  façonnage  de  celle-ci  est  opéré 
des  deux  côtés  sur  toute  la  largeur  avec  une  grande  rapidité,  jus- 
qu'à ce  que  les  nervures  aient  atteint  une  hauteur  suffisante  et  qu'il 
ne  reste  plus  au  milieu  qu'un  faible  noyau.  On  peut  ainsi  produire 
en  peu  de  temps  des  nervures  très  fines  et  très  régulières. 

La  disposition  en  colonne  des  couteaux  permet  de  fabriquer  sur 
la  même  machine  des  plaques  de  dimensions  différentes.  Les  cou- 
teaux o  sont  enfilés  sur  des  barres  o\  qui  sont  vissées  en  haut  et  en 
bas  au  moyen  de  colliers  de  serrage  p,  dans  les  têtes  des  porte-cou- 
teaux en  forme  d'U. 

Certaines  plaques  sont  obtenues  par  laminage  entre  des  cylindres. 


500 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


c  est  notamment  le  mode  de  fabrication  des  plaques  Pollak  décrites 
plus  loin. 

Afin  d'obtenir  un  grand  développement  de  surface,  r«  Accumula- 
toren  und  Elektricitàts-Werke  A.-G.  »  (W.  A.  Bœseet  O**)  prépare 
d'abord  par  coulée  ou  à  la  presse  hydraulique  des  bandes  {fig.  199) 
dont  le  développement  en  surface  peut  atteindre  11.  Ces  bandes  sont 


Fio.  199. 
Profil  de  la  plaque. 


Fio.  200.  —  Laminoir  Bœse  et  C'*. 

enduites  soit  de  peroxyde,  soit  de  matières  très  solubles  et  passées 
ensuite  au  laminoir  {fig.  200).  Après  le  passage  en  a,  là  bande  n'a  plus 
que  la  moitié  de  son  épaisseur  ;  elle  n'a  plus  que  le  quart,  puis  le 
huitième  après  le  passage  en  6,  puis  en  c.  Le  développement  de  sur- 
face passe  donc  successivement  de  11  à  22,  44  et  88,  et  on  peut  ainsi 
obtenir  des  bandes  de  O^^^OS  d'épaisseur. 

Ces  bandes  sont  ensuite  assemblées  pour  constituer  une  plaque. 
L'assemblage  se  fait  par  soudure  ou  encore  en  coulant  du  plomb  sur 
les  bords  des  bandes  taillées  en  queue  d'aronde. 

Parmi  différents  autres  procédés  d'obtention  de  plaques  à  grande 
surface,  citons  celui  proposé  par  la  Société  Puissance  et  Lumière^. 

Les  électrodes  sont  constituées  par  des  rondins  ou  cylindres  de 
plomb  pleins  ou  creux,  sur  chacun  desquels  a  été  pratiquée  une 
gorge  hélicoïdale  laissant  entre  ses  spires  un  filet  à  large  surface  ac- 
tive. Ces  rondins  sont  fixés  par  leurs  extrémités  dégagées  de  filets 
verticalement  ou  horizontalement  sur  un  cadre  en  plomb. 

L'évidement  des  tiges  se  fait  à  l'aide  d'un  outil  approprié  qui  agit 


1.  Brevet  allemand   123832,  du  23   juin   1900;  —   brevet  anglais    4494,    do 
2  lUJirs  1901  ;  —  brevet  franrnis  308767,  du  6  mars  1901. 

2.  Brevet  français  310181,  du  22  avril  1901. 


CONSTRUCTION  DES  FIJ^^OLES 


501 


seulement  par  refoulement  et  étirage  de  matière  et  de  façon  à  obtenir 
le  maximum  de  surface  active. 

Les  plaques  à  grande  surface  de  la  Société  anonyme  Les  Chau- 
dronneries du  Nord  de  la  France^  sont  obtenues  en  découpant 
d'abord  à  la  grandeur  désirée  des  feuilles  de  plomb  laminé. 

Chaque  feuille  est  ensuite  enroulée  et  fixée  autour  d'un  mandrin. 
On  produit  ainsi  un  cylindre  susceptible  d'être  filé  sur  le  tour.  L'ou- 
til dont  on  se  sert  n'est  pasc  oupant,  mais  bien  refoulant.  Les  rai- 
nures forment  les  filets  d'une  vis  d'un  pas  quelconque. 

La  première  face  étant  travaillée,  la  plaque  de  plomb  est  cintrée 


FiG.  201.  —  Machine  à  estamper  les  plaques, 

en  sens  inverse,  puis  enroulée  de  nouveau  sur  le  mandrin  pour  le 
filetage  de  l'autre  face. 

On  obtient  dans  ces  conditions,  après  le  développement  plan  de 
la  feuille,  une  plaque  rainurée  des  deux  côtés  et  munie  d'une  âme 
d'épaisseur  quelconque. 

Pour  les  pla(iues  à  grille,  on  travaille  quelquefois  aussi  le  plomb 
à  la  température  ordinaire.  C'est  ainsi,  comme  on  le  verra  plus  loin, 
que  les  plaques  de  l'accumulateur  l'Etampé  sont  faites  par  estam- 
page et  poinçonnage  mécanique. 

Un  modèle  de  machine  à  estamper  les  plaques  est  donné  par  la 
figure  !^0i ,  qui  se  rapporte  à  la  machine  Tiefenthal,  Meyer  et  Neblung^  ; 
cet  appareil  est  construit  en  vue  d'obtenir  des  plaques  à  alvéoles 
cylindriques,  ces  plaques  possédant  une  âme  et  les  alvéoles  d'un 
côté  étant  dans  le  prolongement  des  alvéoles  du  côté  opposé. 


1.  Brevet  français  325349,  du  18  octobre  1902. 

2.  Brevet  anglais  15486,  accepté  le  30  septembre  1899. 


502  LES  AGCCMILATEURS  ÉLECTRIQUES 

Dans  la  figure  201, a  est  la  plaque  à  estamper;  un  cadre  b  Tenloure 
et  évite  son  aplatissement  lors  de  la  compression.  Les  deux  plateaux 
f  et  g,  reliés  entre  eux  par  des  vis  c£,  maintiennent  cette  plaque. 
L'ensemble  des  deux  plateaux  du  cadre  et  de  la  plaque  peut  se 
déplacer  verticalement,  les  tiges  c  fixées  sur  le  sommier  s  de  la 
machine  formant  guides.  Cet  ensemble  est,  d'autre  part,  suspendu 
sur  des  ressorts  p  guidés  par  des  tiges  o. 

Sur  chaque  plateau  se  trouvent  des  ouvertures  cylindriques  qui 
laissent  passer  les  épingles  l  et  t.  Les  épingles  inférieures  t  sont 
fixées  à  la  pièce  k  ;  les  épingles  supérieures  sont  fixées  au  plateau  m 
de  la  presse  à  estamper.  En  manœuvrant  celle-ci,  les  épingles  supé- 
rieures descendent,  la  plaque  est  comprimée  entre  les  deux  séries 
d'épingles,  et  les  alvéoles  se  produisent.  L'opération  terminée,  les 
épingles  supérieures  remontent  avec  la  presse  ;  les  épingles  infé- 
rieures quittent  les  alvéoles,  grâce  aux  ressorts  p,  qui  remontent 
l'ensemble  de  la  plaque  et  des  plateaux. 

Madden  *  obtient  des  plaques  à  grille  par  compression  à  la  presse 
hydraulique. 

La  figure  202  représente  une  élévation  latérale  de  l'appareil  en 
coupe  partielle,  montrant  les  matrices  formant  la  grille  et  l'appareil 
éjecteur  ajustés  sur  les  plateaux  d'une  presse  hydraulique. 

La  figure  203  est  une  coupe  verticale  transversale  suivant  AA  de 
la  figure  202.  Dans  la  figure  204  on  voit  en  plan  la  matrice  cou- 
pante inférieure  et  l'appareil  éjecteur  avec  la  grillé  d'accumulateur 
sur  la  matrice. 

Une  presse  hydraulique  a  sa  base  1  et  sa  tête  2  reliées  par  des 
étançons  3.  La  base  1  contient  le  piston  plongeur  A  qui  se  meut  vers 
la  tête  2.  Pour  faire  une  grille,  on  emploie  deux  matrices  oppo- 
sées 6  et  7  [fig.  202  et  203).  Ces  matrices  sont  formées  chacune  de 
sections  placées  côte  a  côte  et  maintenues  immobiles  dans  le  sens 
horizontal  par  des  vis  9. 

Le  châssis  8  est  fait  avec  des  extrémités  amovibles  10  maintenues 
par  des  vis  11  et  aussi  par  des  boulons  12,  représentés  en  pointillé 
dans  la  figure  201,  dans  les  côtés  du  châssis.  En  enlevant  10,  on 
peut  remplacer  une  ou  plusieurs  sections  de  matrices,  usées  ou 
rompues. 

Des  goujons-guides  13  pénétrant  dans  des  trous  14  assurent  la 

1.  Brevet  français  312091,  du  25  juin  1901;  —  brevet  allemand  129397,  du 
20  juin  1901;  —  brevet  anglais  12974,  du  25  juin  {90i  ;  — Éclairage  électrique^ 
t,  XXXI II,  p.  173:  !•'  novembre  1902. 


CONSTRUCTION  DES  PLAQUES 


503 


correspondance  latérale  des  matrices  opposées  6  el  7.  Des  clavettes 
en  acier  trempé  15  servent  pour  le  réglage  du  niveau  de  la  matrice 
et  renforcent  Tensemble. 

Les  deux  matrices  6 
el  7  ont  une  construc- 
tion à  peu  près  sem- 
blable; mais  la  matrice 
inférieure  a  des  nervures 
saillantes  verticalement, 
formant  un  épaulement  x 
dans  Tacier  trempé  des 
sections  de  la  matrice, 
épaulement  à  peu  près 
aussi  profond  que  l'épais- 
seur de  la  cloison  exté- 
rieure de  la  grille  5.  Cet 
épaulement  correspond 
au  contour  extérieur  du 
lingot  et  de  la  grille  finie 
et  sert  de  guide  pour 
placer  le  lingot  entre  les 
matrices;  il  résiste  éga- 
lement à  la  pression  laté- 
rale et  empêche  une 
expansion  latérale  du 
métal. 

Le  mécanisme  éjecteur 
est  le  même  pour  les  deux 


matrices  :  25  sont  les 
parties  de  matrices  for- 
mant cloisons.  Les  cloi- 
sons extérieures  de  la 
grille  sont  produites  par 
les  parties  26  des  sections 
de  matrice  coopérant 
aveccc. Les  cloisons  trans- 
versales 18  sont  produites 
par  les  parties  de  matrice  27;  les  âmes  minces  i9,  les  cloisons  20 
et  21  par  les  dépressions  28  de  la  matrice,  et  enfin  les  dents  23, 
dans  les  alvéoles  22,  par  les  dépressions  29  des  sections  de  matrice. 


Fiu.  202,  203  et  204. 
Presse  Madden  pour  plaques  à  grille. 


b04  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Dans  la  figure  203,  on  voit  les  quatorze  sections  de  matrices  dis- 
posées en  deux  séries  a  et  b.  Pour  mouvoir  les  sections  de  matrices 
et  dégager  la  grille,  on  emploie  le  dispositif  à  balancier  30.  Il  y  a 
deux  balanciers  par  matrice  ;  ceux-ci  ont  des  parties  opposées  à 
bords  arrondis  31  et  32  se  raccordant  dans  une  partie  centrale 
arrondie  33.  31,  32  et  33  passent  à  travers  les  ouvertures  des  sec- 
tions aeib  et,  dans  les  ouvertures  34,  dans  un  moyeu-coussinet  35 
tournant  dans  le  châssis  de  la  matrice  8.  Aux  extrémités  opposées, 
la  partie  ronde  36  s'ajuste  normalement  dans  les  côtés,  et  le  fond  des 
ouvertures  verticalement  allongées  37,  dans  les  moyeux  35,  ce  qui 
donne  ainsi  un  jeu  vers  le  haut. 

Les  ouvertures  34  du  moyeu  sont  aussi  agrandies  pour  donner  un 
jeu  semblable  au-dessus  des  parties  31,  32  et  33  des  balanciers. 
Ceci  permet  aux  moyeux  35  de  tourner  librement  dans  8;  cela 
permet  aussi  le  mouvement  de  déplacement  vers  le  haut  des  balan- 
ciers pour  mouvoir  les  sections  des  matrices.  La  rondelle  38  et 
Técrou  9  maintiennent  le  moyeu  33  en  place,  mais  libre  de  tourner 
dans  8. 

Les  moyeux  35  ont  les  bras  40  accouplés  par  la  bielle  41. 
Aux  moyeux  35  du  balancier  avant  sont  fixés  les  leviers  42  reliés 
par  une  barre  transversale  43,  qui  reçoit  le  mouvement  alter- 
natif. 

Les  ouvertures  transversales  44,  à  travers  toutes  les  sections  des 
matrices,  ont  des  parties  centrales  plus  grandes  que  les  parties  33 
des  balanciers  pour  leur  donner  du  jeu  et  permettre  le  mouvement 
extérieur  des  sections  de  matrice.  Une  particularité  essentielle  con- 
siste en  ce  fait  que  ces  ouvertures  sont  munies  à  une  extrémité  d'un 
évidement  verticalement  court  45,  et,  à  l'autre,  d'un  évidement  ver- 
ticalement long  46  ;  Tévidement  court  d'une  section  étant  à  l'avant 
pendant  que  l'évidement  court  de  la  section  suivante  est  à  l'arrière. 
Les  évidements  courts  45  servent  de  points  d'appui  aux  balanciers, 
et  les  évidements  plus  longs  46  donnent  du  jeu  aux  balanciers  pour 
mouvoir  les  sections. 

Pour  le  fonctionnement  de  cette  machine,  on  opère  de  la  façon 
suivante  :  un  lingot  de  plomb  laminé  ou  coulé, d'épaisseur  3à  4  mil- 
limètres, est  placé  sur  la  matrice  7  ;  le  plongeur  4  est  élevé  et  la 
compression  est  obtenue.  Les  cloisons  16,  17,  18  conservent  l'épais- 
seur de  la  feuille  de  plomb.  On  diminue  ensuite  la  pression  sur  4,  et 
en  même  temps  le  levier  42,  43  de  la  matrice  supérieure  6  reçoit  un 
mouvement  alternatif  vertical,  ce  qui  meut  successivement  les  faces 


CONSTRUCTION  DES  PLAQUES  505 

dés  séries  alternantes  des  sections  des  matrices  a^  b  au  delà  du  plan 
de  travail  de  la  matrice  6.  La  grille  comprimée  est  alors  dégagée  de 
cette  matrice.  Quand  le  plongeur  4  est  abaissé,  ou  pendant  cet 
abaissement,  la  grille  est  pareillement  dégagée  de  7  par  le  mouve- 
ment du  levier  du  châssis  inférieur.  La  grille  peut  être  alors  enlevée 
intacte  de  la  presse. 


CHAPITRE  III 
EMPATAGE  DES  SUPPORTS  DE  L'AGCnHULATEUR  AU  PLOMB 


Après  leur  construction»  les  plaques  subissent  différents  traite- 
ments accessoires.  Lorsqu'elles  ont  été  obtenues  par  coulée,  il  faut 
les  débarrasser  des  masselottes,  évents,  etc.  Ces  opérations  sont 
faites  à  la  scie  à  ruban,  puis  terminées  à  la  lime. 

Pour  les  électrodes  composées  d'un  certain  nombre  de  plaques 
unitaires,  il  faut  faire  Tassemblage  de  celles-ci,  soit  par  soudure  à 
un  cadre  coulé  d'avance,  soit  en  coulant  le  cadre  directement 
autour  des  plaquettes,  disposées  à  cet  effet  dans  une  forme  spéciale . 

Dans  d'autres  cas,  les  plaques  travaillées  à  Toutil  doivent  être 
munies  après  coup  de  la  queue  de  prise  de  courant  et  des  cro- 
chets de  suspension.  On  soude  alors  autogènement  ces  pièces  à  la 
plaque. 

Après  ces  opérations,  les  plaques  à  grande  surface  n'ont  plus  qu'à 
subir  la  formation.  Celle-ci  ayant  été  décrite  dans  la  première  par- 
tie, nous  n'y  reviendrons  pas. 

Pour  les  électrodes  à  matière  active  rapportée,  nous  n'avons  étu- 
dié, dans  le  chapitre  Formation  de  la  première  partie,  que  le  côté 
théorique  de  l'opération  qu'on  appelle  empàtage.  Ici  il  convient 
d'examiner  le  côté  pratique.  Nous  envisagerons  deux  points  diffé- 
rents :  1°  la  constitution  des  pâtes  ou  poudres;  2*  les  procédés  d'ap- 
plication de  ces  pâtes  ou  poudres  sur  le  support. 

Coûstitation  des  pâtes  ou  poudres.  —  Nous  savons  que  la  base 

de  la   matière  active  est  constituée  par  les  oxydes  ou  les  sels  de 

mb.  Nous  avons  vu  aussi  pour  quelles  raisons  on  doit  ajouter  à 

substances  certaines  matières  appelées  liants  et  dont  le  rôle  est 

menter  la  masse  et  de  la  rendre  très  résistante  mécaniquement. 


L 


EMPATAGE  DES  SUPPORTS  507 

OU  encore  d'autres  matières  qui,  s'éliminant  après  Tempâtage,  laissent 
une  masse  plus  poreuse. 

En  décrivant  ici  différentes  compositions  d'empâtages,  notre 
but  est  simplement  d'indiquer  quelques  tours  de  mains  connus. 

Disons  de  suite  que  le  nombre  de  ces  substances  additionnelles 
qui  ont  été  employées  ou  brevetées  est  considérable.  Nous  n'en- 
treprendrons pas  d'en  dresser  la  liste  complète  ;  ce  serait  sans 
intérêt. 

i"  Pâtes  à  base  (T oxydes  de  plomb.  —  L'empâtage  type,  celui 
qui  est  classique,  consiste  à  malaxer  les  oxydes  de  plomb,  lltharge, 
minium,  ou  leur  mélange  avec  de  Tacide  sulfurique.  C'estle  mélange 
qu'employait  Faure;  c'est  aussi  celui  qu'utilisent  actuellement  beau- 
coup de  constructeurs,  les  proportions  employées  étant  seules  diffé- 
rentes. 

Quelquefois  les  oxydes  sont  seulement  malaxés  avec  de  l'eau  et 
les  plaques  sont  trempées  à  l'acide  après  empàtage.  Ainsi  procèdent 
Stanecki  \  Zacharias.  W.-L.  Silvey  2,  après  empàtage  à  l'eau,  trempe 
la  plaque  humide  dans  l'acide  sulfurique. 

«  Die  Allgemeinen  Accumulatoren-WerkeG.Bôhner  etC*®'»  em- 
ploient un  mélange  d'oxyde  de  plomb,  d'acide  sulfurique  et  d'eau 
oxygénée.  On  garnit  avec  cette  pâte  le  support  qui  a  été  préala- 
blement peroxyde  dans  un  bain  d'acide  sulfurique  et  d'eau  oxy- 
génée. 

On  peut  remplacer  entièrement  ou  partiellement  l'acide  sulfurique 
par  les  sulfates  alcalins  ou  alcalino-terreux.  Voici,  par  exemple, 
quelques  mélanges  proposés  par  Vasseur  -». 

Pour  les  positiveson  mélange 80  parties  de  minium,  10  de  litharge 
et  iO  de  sulfate  de  magnésie  et  on  malaxe  à  Taide  d'une  solution 
d'acide  sulfurique  à  13®  B.  Pour  les  négatives,  on  mélange  10  par- 
ties de  minium,  80  de  litharge  et  10  de  sulfate  de  magnésie,  le 
malaxage  étant  effectué  avec  de  l'acide  sulfurique  à  15°  B.  Le 
séchage  se  fait  ensuite  en  vase  clos  à  la  température  de  10  à 
12*»  C. 

Engl  prend  comme  composition  de  matière  100  parties  de  litharge , 
7  parties  de  sulfate  de  magnésie,  3  parties  de  sulfate  de  mercure  et 
35  parties  d'ammoniaque  à  23*^  B. 

1.  Brevet  français  296118,  du  13  janvier  1900. 

2.  Brevet  américain  459.j35. 

3.  Brevet  hongrois  19427,  du  27  avril  1900. 

4.  Brevet  français  316668,  du  9  décembre  1901. 


508  LES  ACCIMULATEURS  ÉIJECTRIQLES 

Après  empàtage,  les  plaques  sont  plongées  deux  ou  trois  jours 
dans  l'eau  où  elles  durcissent.  La  formation  s  effectue  ensuite  dans 
une  dissolution  de  3  0/0  de  sulfate  de  magnésie. 

Brault  ^  fait  un  mélange  intime  de  litharge  avec  10  0/0  de  sulfate 
de  chaux.  Pour  la  matière  active  négative,  il  ajoute,  en  outre,  i  à 
3  0/0  de  chlorure  double  de  platine  et  de  sulfate  de  mercure.  Les 
matières  sont  malaxées  avec  environ  10  0/0  d'eau,  et  on  fait  passer 
un  courant  de  gaz  ammoniac  pendant  ce  malaxage.  La  pâte 
obtenue  est  séchée  et  pulvérisée,  puis  comprimée  dans  lès  alvéoles 
de  la  grille.  La  plaque  est  ensuite  plongée  pendant  quelques  heures 
dans  Tacide  sulfurique  étendu,  puis  séchée  et  formée. 

Outre  Tacide  sulfurique,  différents  autres  acides  du  soufre  ont  été 
employés,  tels  que  Tacide  sulfureux,  Tacide  hyposulfureux,  les 
acides  thioniques. 

Levin  '  emploie  les  mélanges  suivants  : 
pour  les  négatives,  2  parties  d'oxyde  de  plomb,  1  partie  de  minium, 
0,05  d*hydroxyde  de  calcium,  0,05  de  thiosulfate  de  sodium  ; 
et  pour  les  positives,  2  parties  de  minium,  1   d'oxyde  de  plomb, 
0,05  de  plomb  spongieux. 

Ce  plomb  spongieux  est  obtenu  en  électrolysant  un  thiosulfate 
alcalin  entre  des  plaques  de  plomb. 

Les  matières  ci-dessus  sont  malaxées  avec  de  l'acide  sulfurique 
de  densité  1,1^-  Avant  Tempàtage,  les  plaques  sont  dégraissées  dans 
une  solution  de  sel  ordinaire.  La  formation  est  effectuée  dans  une 
solution  de  sel  de  Glauber  à  une  température  initiale  de  25  à  30^  C. 

Les  alcalis  ont  été  également  employés  comme  liants.  Voici  comme 
exemple  la  composition  adoptée  parFitzGérald^  pour  ses  lithanodes. 

On  mélange  de  la  litharge,  du  massicot  ou  du  minium  avec  une 
solution  de  potasse  caustique  de  densité  1,10  à  1,15.  On  forme  ainsi 
une  pâte  que  Ton  presse  dans  un  moule  en  y  introduisant  le  conduc- 
teur de  courant.  On  expose  ensuite  à  l'air  ou  dans  un  courant  d'air 
et  d'acide  carbonique.  Pendant  cette  période,  qui  dure  quatorze  jours 
et  plus,  la  matière  fait  prise  par  suite  de  la  transformation  de  l'alcali 
en  carbonate,  l'oxyde  de  plomb  étant  alors  précipité  du  composé 
K*PbO*  +  2PbO.  La  plaque  est  ensuite  plongée  dans  l'eau,  qui 
dissout  le  carbonate  de  potasse. 

1.  Brevet  anglais  26343,  du  13  décembre  !898. 

2.  Brevet  français  321342,  du  8  septembre  1902. 

3.  The  lead  storage  battery,  par  Fitz  (léraid;  —  Accumulateurs  électriques^  par 
Loppé.  p.  68. 


EMPATAGE  DES  SUPPORTS  509 

Puis  on  opère  un  trempage  dans  une  solution  demi-saturée  de 
sulfate  de  magnésie,  qui  transforme  Toxyde  en  sulfate  de  plomb. 
Enfin  on  forme  dans  une  solution  de  sulfate  de  magnésie  addition- 
née d  acide  sulfurique. 

Hermann  Schloss  ^  additionne  Toxyde  de  plomb  d'aluns  en  cris- 
taux assez  gros,  puis  il  malaxe  avec  une  solution  de  potasse  à  6  à 
7"^  B.  Après  empâtage,  les  plaques  sont  séchées  et  formées  d'abord 
dans  une  solution  d'alun  à  3^  B.,  et  enfin  dansTacide  sulfurique  ai  8°  B. 

Parmi  les  matières  organiques  utilisées  comme  liants,  les  unes 
agissent  comme  simples  substances  agglutinantes,  comme  la  colle, 
les  autres  ne  cimentent  que  par  suite  d'une  action  chimique.  Cepen- 
dant il  est  quelquefois  assez  difficile  d'établir  si  une  substance 
entre  dans  une  catégorie  plutôt  que  dans  l'autre . 

Une  des  matières  les  plus  employées  est  la  glycérine. 

Lorsqu'on  additionne  de  glycérine  l'acide  sulfurique  qui  doit 
servir  au  malaxage  des  oxydes,  le  mélange  reste  plus  rouge  que 
dans  le  cas  de  l'acide  seul,  qui,  se  combinant  à  Foxyde  inférieur  du 
minium,  laisse  le  peroxyde  brun. 

Paul-Emile  Placet*  mélange  à  la  glycérine  du  camphre  et  de  la 
naphtaline  qui,  se  volatilisant  pendant  le  séchage,  donnent  de  la 
porosité. 

La  Société  «  The  Electrical  Undertakings  Limited  ^  ».  constitue  la 
pâte  à  l'aide  d'un  mélange  de  litharge,  charbon  de  cornue  pulvé- 
risé (1  0/0)  et  glycérine  pure  (25  0/0). 

Axel  Pôtzold^  malaxe  la  litharge  ou  le  minium  avec  une 
solution  renfermant  5  grammes  de  cachou,  5  grammes  de  blanc  de 
baleine  et  100  grammes  de  glycérine.  La  plaque  empâtée  est  forte- 
ment pressée  jusqu'à  séchage  complet. 

La  pâte  de  Schmitt  et  RoiteP  est  composée  de  minium  pour  les 
positives  et  litharge  pour  les  négatives,  mélangés  à  15  0/0  d'eau 
distillée,  40  0/0  de  glycérine  et  45  0/0  d'acide  sulfurique  au  soufre. 
La  pâte  est  coulée  ;  on  la  laisse  durcir  à  froid,  puis  on  la  concasse  et 
on  la  tamise  de  façon  à  n'utiliser  que  les  grains  ayant  7  millimètres 
de  diamètre,  qui  sont  introduits  dans  la  plaque  et  maintenus  entre 
deux  parois  perforées. 


1.  Brevet  allemand  112888,  du  2»  janvier  1899. 

2.  Brevet  américain  668356,  du  14  novembre  1899. 

3.  Brevet  français  301513,  du  22  juin  1900. 

4.  Brevet  allemand  122884,  du  10  janvier  1900. 
3.  Brevet  français  320166,  du  11  août  1902. 


510  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Indépendamment  des  diiïérentes  compositions  qui  seront  indiquées 
dans  les  monographies,  citons  encore  ici  quelques  formules  em- 
ployées. 

A.  Heinemann  '  utilise  comme  liant  les  huiles  essentielles  de 
certaines  familles  de  plantes,  telles  que  les  huiles  de  cyprès,  de  bou- 
leau ou  de  pin.  Ces  huiles,  qui  se  résinifient  facilement  en  absorbant 
Foxygène  de  Tair,  sont  mélangées  aux  oxydes  de  plomb. 

Fiedler  et  Jâckel  *  dissolvent  de  Tanthracène  dans  Tacide  acé- 
tique bouillant  de  façon  à  obtenir  une  solution  saturée.  Après  refroi- 
dissement, on  ajoute  de  Toxyde  de  plomb  jusqu'à  saturation,  on 
filtre  et  on  étend  d'alcool  la  solution  sirupeuse  ainsi  obtenue.  Ce 
liquide  liant  est  alors  mélangé  aux  oxydes  de  plomb,  et  là  pâte  est 
introduite  dans  les  quadrillages. 

P.  Marino  ^  malaxe  les  oxydes  de  plomb  mélangés  de  graphite  à 
Taide  d'une  liqueur  renfermant  du  fulmicoton  dissous  dans  la 
soude  caustique  et  de  la  benzine. 

Weymersch  *  emploie  comme  liant  la  pyridine.  Quand  les  plaques 
sont  sèches,  elles  sont  plongées  plusieurs  fois  alternativement  dans 
une  solution  d'acide  sulfurique  étendu  et  dans  une  solution  de  pyri- 
dine, eau  et  alcool.  Le  procédé  Weymersch  est  employé  par  la  Société 
des  accumulateurs  Invicta. 

De  Roussy  de  Sales  et  Gueugnon  ^  forment  la  pâte  de  la  plaque 
positive  à  l'aide  d'une  solution  de  tapioca. 

Le  liant  Sussman*  renferme  1,5  à  2  parties  de  sulfate  d'urée  pour 
6  parties  d'eau.  On  prend  une  partie  en  volume  de  cette  solution 
qu'on  additionne  de  1,5  à  2  parties  en  volume  d'acide  sulfurique  de 
densité  1,200.  Les  oxydes  de  plomb  sont  mélangés  intimement  avec 
du  sucre  de  canne,  qui  donne  la  porosité,  puis  avec  la  solution 
liante. 

E.  Leimer''  a  utilisé  la  propriété  qu'a  la  matière  sèche  ou  en 
séchage  d'absorber  avidement  les  gaz  et  les  vapeurs,  en  vue  d'un 
nouveau  procédé  de  fabrication.  11  mélange  d'abord  les  oxydes  avec 


1.  Brevet  allemaûd  107726,  du  12  juin  1898. 

2.  Brevet  russe  3985,  du  31  décembre  1898. 

3.  Brevet  français  289467. 

4.  Brevet  français  297345,   du  15   février   1900;  —  brevet  anglais  15017,   du 
21  juin  1899. 

5.  Brevet  français  307715. 

6.  Brevet  français  319550,  du  13  mars  1902. 

7.  Centralblatt  f.   Accumiilatoren-,  Elemenlen-  und  Accumobilenkunde,  t.  IV, 
p.  50  et  61  ;  1"  et  15  mars  1903. 


i 


EMPATAGE  DES  SUPPORTS  511 

de  Teau  et  en  garnit  les  quadrillages.  Les  plaques  sont  portées  dans 
une  étuve  fermée  hermétiquement  et  dans  laquelle  le  liant  peut  ôtre 
introduit  sous  forme  de  vapeur.  A  cet  effet,  il  emploie  la  pyridine. 

Le  phénol  en  solution  hydratée  est  très  couramment  employé  comme 
liant,  principalement  dans  le  cas  des  plaques  à  cadre.  Pour  cette 
raison,  nous  résumerons  ici  un  travail  de  E.  Leimer*  sur  cet  empâ- 
tage. 

On  sait  que  le  phénol  agit  chimiquement  en  formant  avec  les  oxydes 
de  plomb  des  phépylates  basiques.  Cependant,  en  solution  alcoolique, 
ces  phénylates  ne  se  forment  pas  et  la  prise  se  fait  mécaniquement. 

Pour  préparer  sa  solution,  Tauteur  mélange  i  partie  de  phénol 
cristallisé  à  98,8  0/0,  avec  15  parties  d'eau  distillée.  On  humecte  le 
minium  et  la  litharge  avec  une  quantité  telle  de  solution  que  le 
mélange  se  laisse  pétrir  a  la  main  sans  laisser  se  séparer  d'eau.  On 
comprime  alors  dans  le  cadre.  Pour  la  positive,  on  emploie  le  minium 
seul. 

Le  bourrage  de  la  matière  doit  être  fait  avec  le  plus  grand  soin  ; 
les  angles  et  les  rainures  en  forme  de  V,  de  W  ou  d'U  du  cadre 
doivent  être  bien  remplis.  On  doit  exercer  une  pression  uniforme 
sur  les  plaques  qui  sont  posées  sur  des  dalles  en  verre  ;  toutes  les 
plaques  doivent  renfermer  la  même  quantité  de  matière.  S'il  y  a  des 
manques  de  matière  et  qu'on  remplisse  les  creux  de  niatière  fraîche, 
après  le  polissage  de  la  surface,  la  matière  ajoutée  se  détache  à  la 
formation.  On  ne  doit  jamais  imbiber  plus  de  minium  qu'il  n'en 
peut  être  employé  dans  la  journée. 

Quoique  le  minium  ne  se  durcisse  pas  rapidement  et  que  la  solu- 
tion ne  s'évapore  pas  plus  rapidement  que  Teau,  la  pâte  perd  en  un 
jour  beaucoup  de  sa  force  liante. 

Les  plaques  empâtées  sont  perforées,  puis  introduites  avec  grand 
soin  dans  le  bain  acide. 

Pour  éviter  l'adhérence  de  la  matière  sur  la  plaque  de  verre,  on 
sépare  le  quadrillage,  avant  empâtage,  de  la  plaque  de  verre  par 
une  feuille  de  papier  non  collé.  Les  plaques  empâtées  sont,  après 
perforation,  placées  par  leur  dernière  face  travaillée  sur  une  feuille 
de  papier  fraîche  et  disposées  sur  une  plaque  de  verre.  On  empile 
ainsi  les  plaques  les  unes  sur  les  autres.  La  plaque  du  dessus  est 
recouverte  également  d'une  feuille  de  papier.  On  laisse  le  tout  envi- 
ron douze  heures  au  repos;  puis  on  passe  à  l'étuve,  qui  est  fermée 

1.  Cenhalblatt  f.  Accumulatoren-^  Elementen-  und  Accumobilenkiinde^  t.  IV, 
p.  1  et  15;  !•'  et  15  janvier  1903. 


512  LES  ACCt'MCIATEURS  ÉLECTRIQUES 

hermétiquement  et  traversée  seulement  par  un  courant  d'air  chaud 
et  sec  dont  la  température  est  réglable.  A  Tintérieur,  les  plaques, 
en  deux  séries  seulement,  reposent  sur  leur  long  côté. 

Si  les  plaques  étaient  mises  droites  sur  leur  petit  côté,  il  pourrait 
y  avoir  affaissement  de  la  matière,  qui  est  encore  plastique  au  début. 
Entre  les  plaques  qui  doivent  être  verticales,  il  faut  laisser  au  moins 
I  centimètre  de  distance  pour  obtenir  un  séchage  uniforme  sur  les 
deux  côtés:  Le  séchage  des  plaques  disposées  horizontalement  est  à 
écarter  d'une  façon  absolue.  Si  on  place  plusieurs  rangées  les  unes 
sur  les  autres,  on  risque  de  sécher  trop  lentement  les  rangées 
supérieures  qui,  en  outre,  deviennent  trop  imprégnées  des  vapeurs 
de  phénol;  la  matière  produite  est  alors  inégalement  durcie. 

Au  début  du  séchage,  la  température  du  courant  d'air  ne  doit  pas 
dépasser  40  à  50^  C.  pour  éviter  les  fissures  dans  la  masse.  Après 
douze  heures  environ,  on  élève  la  température  de  120  à  150^  C,  et  on  la 
maintient  ainsi  trente-six  heures  environ.  On  laisse  ensuite  refroidir 
lentement  en  fermant  les  conduites  d'arrivée  et  de  départ  de  l'air. 
Après  douze  heures,  les  plaques  encore  tièdes  sont  plongées  dans  le 
bain  acide,  qui  doit  être  à  la  même  température.  L'auteur  évite  un 
contact  prolongé  des  plaques  empâtées  avec  l'air  toujours  plus  ou 
moins  chargé  de  vapeurs  chimiques.  L'expérience  montre  en  effet 
que  des  plaques  séchées,  puis  laissées  huit  jours  à  l'air  libre  avant 
rintroduction  dans  le  bain  acide,  se  dégradent  après  cette  introduc- 
tion. La  matière  refroidie  ou  en  refroidissement  absorbe  avec  avidité 
non  seulement  l'acide  carbonique  de  l'air,  mais  encore  d'autres 
vapeurs  comme  celles  de  la  pyridine.  Ces  substances  paraissent 
décomposer  le  phénylate  basique  et  détruisent  la  force  liante  de  la 
matière.  L'acide  carbonique  décompose  le  phénylate  de  plomb  et 
forme  avec  le  phénol  de  l'acide  salicylique  dont  on  reconnaît  la  pré- 
sence en  aiguilles  cristallines  dans  la  masse. 

L'emploi  de  solutions  concentrées  de  phénol  procure  une  matière 
aussi  dure  que  la  pierre  ;  mais  la  matière  ne  change  pas  de  couleur 
pendant  le  trempage  à  l'acide  et  ne  se  laisse  former  avec  aucune 
densité  de  courant.  L'auteur  a  reconnu  que  les  solutions  de 2 à  50/0 
sont  les  plus  favorables.  Le  temps  de  trempage  à  l'acide  dépend  delà 
porosité  et  de  l'épaisseur  de  la  matière  ;  les  meilleurs  résultats  sont 
obtenus  avec  un  temps  de  trente-six  heures  par  2  millimètres  d'épais- 
seur. Des  plaques  de  140  X  100x6  millimètres  doivent  donctremper 
pendant  cent  huit  heures.  On  doit  s'assurer  que  la  densité  de  l'acide 
ne  baisse  pas   au-dessous  de  lO"»  B.,  et,  préparée  fraîchement,  nç 


EMPATAGE  DES  SUPPORTS  513 

monte  pas  au-dessus  de  12^  B.  La  matière  insuffisamment  trempée 
tombe  pendant  la  formation.  Ceci  s'explique  facilement  :  dans  ce  cas 
en  effet,  la  matière  renferme  des  proportions  de  sulfate  qui  vont 
diminuant  de  Texlérieur  vers  Tintérieur  ;  les  couches  dures  exté- 
rieures étant  les  moins  poreuses,  les  gaz  dégagés  par  la  formation 
à  rintérieur  de  la  matière  exercent  une  pression  qui  détache  cette 
matière  et  la  fait  tomber.  La  partie  intérieure  de  la  matière  insuffi- 
samment trempée  reste  rouge,  onctueuse  et  ne  renferme  pas 
d'acide. 

Différents  auteurs  ont  essayé  de  supprimer  le  trempage;  mais 
dans  ce  cas,  si  on  a  évité  les  chutes,  la  formation  n'est  que  superfi- 
cielle, et  la  matière  est  restée  rouge  à  l'intérieur.  Ou  bien  alors  il 
faut  employer  une  très  faible  densité  de  courant,  ne  dépassant  pas 
0,2  ampère  par  décimètre  carré.  Dans  ce  cas,  la  sulfalation  se  produit 
dans  le  bain  de  formation  et  cette  formation  n'a  lieu  qu'après  la  sul- 
fatation  progressive. 

On  peut  reconnaître  si  la  sulfatation  est  convenable  par  le  son 
produit  en  frappant  avec  le  doig^;  ce  son  doit  être  uniforme.  Pour  la 
formation  de  plaques  constituées  comme  il  vient  d'être  indiqué, 
E.  Leimer  emploie  1,5  ampère  par  plaque  140  X  100  X  6  millimètres. 

Si  la  plaque  est  moins  épaisse,  on  peut  descendre  l'intensité  de  0,8 
à  1  ampère.  Si  la  plaque  est  plus  épaisse,  on  a  avantage  à  former 
à  tension  presque  constante.  On  règle  de  3  à  3,2  volts  au  début 
et  on  descend  peu  à  peu  à  2,8  volts.  L'intensité  du  courant  débute 
alors  à  3  ampères  et  tombe  peu  à  peu  à  0,25  ampère. 

L'acide  de  formation,  que  l'auteur  préfère  aux  solutions  neutres, 
doit  être  à  la  concentration  10^  B.  Il  recommande  de  ne  pas  inter- 
rompre la  formation  pendant  les  heures  de,  nuit,  par  exemple. 
Outre  la  dépense  plus  grande  de  courant  dans  ce  cas,  on  observe 
la  production  d'un  halo  à  chaque  interruption. 

Pour  les  négatives,  on  mélange  3  parties  de  minium  et  1  de 
litharge. 

Le  mélange  des  deux  oxydes  à  l'état  sec  doit  être  rendu  très 
intime. 

Au  contraire  de  la  positive,  la  matière  négativedoit  être  introduite 
aussi  ferme  que  possible  dans  les  cadres,  et  on  doit  éviter  le  polis- 
sage de  la  surface  après  séparation  de  l'excès  de  matière.  On  recom- 
mande aussi  de  comprimer,  aussitôt  après  l'empâtàge,  la  plaque 
entre  deux  feuilles  absorbantes  (papier  buvard,  par  exemple)  et  de 
perforer  très  serré. 

33 


514  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Pour  le  trempage  et  la  formation,  on  doit  observer  les  mêmes 
règles  que  pour  les  positives. 

Comme  la  formation  des  néj^atives  exige  un  temps  environ  double 
de  celle  des  positives,  si  on  a  à  continuer  la  formation  des  négatives 
seules,  il  faut  éviter  de  mettre  en  regard  des  vieilles  plaques  sulfa- 
tées ou  déformées  ou  des  lames  de  plomb  unies;  mais  on  doit 
prendre  des  grilles  vides  à  mailles  étroites.  Sans  cette  précaution, 
on  forme  inégalement  les  négatives  et  on  produit  inévitablement 
des  cloches  qui  retardent  la  formation  et  dissipent  du  courant  pour 
la  production  abondante  de  gaz.  La  distance  entre  les  plaques  doit 
être  uniforme  et  égale  à  l'épaisseur  de  celles-ci.  Des  inégalités  de 
distance  créent  des  déformations  aux  plaques  positives. 

Après  leur  formation,  les  positives  sont  placées  sur  une  plaque  de 
verre  inclinée;  dans  cette  position,  on  les  laveàTeau,  puis  on  enlève 
les  excroissances  gris  brunâtre  à  Taide  d'une  brosse  dure.  Par  ce 
traitement  aucune  partie  de  matière  ne  doit  se  détacher  si  la  fabri- 
cation a  été  bien  faite. 

Les  positives  sont  ensuite  exposées  à  Tair  sur  des  rayons  où  on 
les  sèche  et  où  on  peut  les  conserver  de  longues  années  sans  qu'elles 
perdent  de  leurs  qualités. 

Les  plaques  négatives  sont  également  brossées,  avec  une  brosse 
douce,  sous  un  courant  d'eau,  puis  polies  avec  une  spatule  de  verre 
ou  encore  comprimées.  Ces  deux  dernières  manipulations,  qui 
rendent  les  plaques  très  belles  d'aspect,  ont  Tinconvénientde  dimi- 
nuer la  porosité.  Aussitôt  après  le  lavage,  les  négatives  sont  conser- 
vées dans  l'eau  pure. 

Hammacher  traite  les  oxydes  de  plomb  à  l'aide  d'un  mélange 
d'acide  sulfurique  et  d'acides  sulfoniques  dérivés  du  phénol.  On 
prend,  par  exemple,  i  partie  d'acide  sulfonique,  9  parties  d'eau  et 
90  parties  d'oxyde  de  plomb.  La  pâte  est  séchée,  puis  trempée  dans 
un  bain  d'acide  sulfurique  dilué. 

Un  autre  procédé  du  même  auteur  <  consiste  à  former  une  pâte 
avec  un  mélange  d'oxydes  de  plomb  et  de  substances  du  groupe  de 
ja  pyridine,  telles  que  la  picoline,  la  lutidine,  etc.  Le  séchage  des 
plaques  empâtées  se  fait  à  Tétuve. 

C.  Marschner^  fait  dissoudre  de  Tambre  de  qualité  inférieure  oii 
toute  autre  résine  fossile  dans  de  l'alcool  ou  dans  un  mélange 
d'alcool  et  d'essence  de  térébenthine.  Cette  solution  sert  ^  malaxer 

1.  Brevet  anglais  17161,  du  4  août  18%. 

2.  Brevet  anglais  12250,  déiiosé  le  4  juin  1896,  délivré  le  24  octobre  1896. 


KMPATAGE  DKS  SUPPORTS 


515 


Fio.  205.  —  Pulvérisateur  Crevellng. 


les  oxydes  de  façon  à  obtenir  une  pâte  plastique  qu'on  applique  sur 
les  quadrillages.  On  sèche  modérément  à  Tétuve,  puis  on  trempe 
pendant  quelques  jours  dans  un  bain  acidulé  et  on  forme. 

Oppermann  *  emploie  le  bitume  comme  agglutinant. 

A  cet  effet,  on  prend  28  grammes  de  bitume  dissous  dans  28  cen- 
tilitres de  benzine;  on  dilue  avec  1"M3  d'alcool  méthylique.   On 
ajoute  cette  solution  à  deTacide  sulfurique  de  densité  1,17,  et  le  mé- 
lange sert  à  malaxer  les  oxydes. 
Les  supports  sont  d'abord  gravés 
au  sable   pour   les   rendre   plus 
rugueux,   puis  empâtés.  Le  sé- 
chage a  lieu  à  basse  température. 

2°  Matières  actives  à  base  de 
plomb  poreux.  — Dans  les  plaques 
Pulvis,  qui  seront  décrites  dans 
les  monographies,  Tempâtage  est 
composé  d'un  mélange  intime  de 
plomb  pulvérisé  et  de  pierre 
ponce  pulvérisée,  malaxé  avec  de 
Feau. 

Ce  plomb  pulvérisé  est  obtenu 
en  projetant  un  fort  courant  d'air  chaud  sur  un  jet  fin  de  plomb  fondu. 

L.  Creveling^  fabrique  également  des  plaques  poreuses  par  pul- 
vérisation du  plomb  fondu  et  oxydation  simultanée  plus  ou  moins 
profonde  de  celui-ci.  La  figure  205  montre  l'appareil  employé.  C'est 
un  four  à  revêtement  en  tôle  1  protégé  par  des  briques  réfractaires  2  ; 
3  est  un  couvercle  garni  d'amiante.  Dans  le  creuset  fermé  5,  destiné 
à  la  fusion  du  métal,  passe  un  entonnoir  6  avec  robinet.  Une  buàe  7 
communique  avec  le  creuset  par  la  boîte  à  soupape  9,  les  tubes  10  et  12 
et  la  pièce  en  T  H,  qui  repose  sur  le  massif  .13.  Le  creuset  est  main- 
tenu par  les  bagues  14.  La  soupape  est  manœuvrée  extérieurement 
par  le  volant  16.  Le  tube  17  amène  de  l'air  comprimé  à  la  partie 
supérieure  du  creuset.  La  température  nécessaire  est  obtenue  par 
des  chalumeaux  à  gaz  18  disposés  tout  autour.  Le  métal  fondu  injecté 
par  la  buse  se  rassemble  en  21  en  une  plaque  poreuse  de  plomb  fine- 
ment divisé  et  en  partie  oxydé. 

Jacob  Myers^  comprime  du  plomb  spongieux  obtenu  par  réduc- 

1.  Brevet  fran<;ais  311621,  du  8  janvier  1902. 

2.  Brevet  américain  665827,  du  23  mai  1900. 

3.  Brevet  allemand  116923,  dul9  février  1899. 


516  LES  ACCUMUI>ATEURS  ÉLECTRIQUES 

tîoQ  d'une  bouillie  de  sulfate  de  plomb  et  de  chlorure  de  sodium 
placée  entre  deux  lames  de  zinc  dans  une  solution  de  chlorure  de 
sodium.  Le  plomb  spongieux  est  lavé,  puis  comprimé  jusqu'à  ce  que 
sa  densité  apparente  ait  atteint  4.  On  sèche  alors  dans  une  atmosphère 
d'hydrogène  ou  de  gaz  d'éclairage.  On  comprime  à  nouveau,  puis 
on  sèche  encore  et  on  répète  ces  opérations  jusqu'à  la  densité  7,75 
pour  le  plomb  spongieux.  On  peut  alors  couler  le  cadre  autour  de  la 
plaque. 

Au  lieu  de  traiter,  comme  il  est  fait  dans  les  plaques  Pulvis  et  Crevé- 
ling,  le  plomb  fondu  par  un  jet  de  gaz  ou  de  vapeur,  Kichard  Bauer  * 
emploie  une  matière  qui,  par  contact  avec  le  métal  fondu,  se  volatilise 
et  se  répand  dans  la  masse  pendant  son  refroidissement.  Il  utilise  à 
cet  effet  le  soufre,  qui  a,  en  outre,  la  propriété  de  se  combiner  au 
plomb  en  sulfure  ;  ce  sulfure,  décomposé  par  un  acide,  laisse  un 
plomb  poreux. 

Pratiquement  on  opère  de  la  façon  suivante  :  on  chauffe  les  deux 
parties  du  moule  à  plaques  et  on  y  introduit  un  peu  de  soufre  fondu, 
de  sorte  qu'après  refroidissement  les  parois  sont  tapissées  d'une 
croûte  de  soufre. 

On  coule  alors  rapidement  le  plomb  chauffé  au  rouge;  le  soufre  se 
vaporise  et,  se  répandant  dans  la  masse,  donne  à  celle-ci  sa  porosité. 
Après  refroidissement,  la  plaque  démoulée  est  composée  de  plomb, 
de  sulfure  de  plomb  et  d'un  excès  de  soufre;  celui-ci  est  enlevé  par 
lavage  à  l'eau  ;  puis  la  plaque  est  traitée  par  l'acide  sulfurique  étendu 
qui  décompose  le  sulfure.  La  plaque  ainsi  obtenue  renferme  du  plomb 
pur  très  poreux. 

Charles  Pollak^  est  arrivé  au  même  but  en  plaçant  une  àme 
solide  en  plomb  dans  une  forme  et  en  entourant  d'une  matière  fine- 
ment pulvérisée  et  résistant  à  la  température  de  fusion  du  plomb, 
telle  que  le  sulfate  de  soude.  La  forme  est  ensuite  portée  dans  un 
récipient  renfermant  du  plomb  fondu;  elle  se  remplit  de  plomb,  qui 
pénètre  dans  les  intervalles  de  la  substance  en  poudre  et  se  soude  à 
l'àme  de  plomb,  qui  devient  fluide.  Après  la  coulée  qui  doit  être  faite 
à  forte  pression,  la  forme  est  refroidie  lentement;  on  libère  ensuite  la 
plaque  de  la  substance  pulvérisée  par  lavage  à  l'eau,  et  il  reste  une 
plaque  à  âme  solide  entourée  de  plomb  poreux. 

3°  Matières  actives  à  base  de  sels  de  plomb.  —  Le  plus  important 


1.  Brevet  allemand  ll%03,du  26  janvier  1900. 

2.  Brevet  américain  666153,  du  12  février  1897. 


EMPATAGE  DES  SUPPORTS  517 

des  sels  employés  est  le  chlorure  de  plomb  ;  il  peut  être  utilisé  soit 
à  Tétat  de  pâte,  soit  à  Tétat  fondu.  Nous  n'insisterons  pas  ici  sur  la 
fabrication  des  plaques  au  chlorure  de  plomb,  qui  sera  examinée  en 
détail  à  propos  de  la  description  des  accumulateurs  de  la  Société 
pour  le  Travail  électrique  des  métaux  et  des  accumulateurs  Chloride. 

Procédés  d'application  des  matières  actives.  —  Pour  obtenir  une 
plaque  garnie  de  matière  active,  il  y  a  deux  procédés  bien  distincts  : 
Tan  qui  consiste  à  introduire  la  matière  active  dans  le  support 
fabriqué  d'avance,  Tautre  qui  consiste  à  faire  des  pastilles  de  matière 
jactive  que  Ton  assemble  et  autour  desquelles  on  coule  le  plomb  fondu 
qui  doit  constituer  le  quadrillage. 

Ce  deuxième  procédé,  le  moins  répandu,  s'applique  surtout  lorsque 
la  matière  active  peut  être  coulée  sous  forme  de  pastilles  et  a  un 
point  de  fusion  plus  élevé  que  celui  du  plomb.  C'est  le  cas  du  chlorure 
de  plomb  (Voir  plaques  T.  E.  M.,  Chloride).  Ici,  l'inverse  ne  pourrait 
pas  avoir  lieu,  et  le  chlorure  de  plomb  ne  pourrait  être  coulé  dans  un 
quadrillage  en  plomb,  le  plomb  fondant  à  plus  basse  température. 

Quelquefois  cependant  le  procédé  est  employé  avec  des  pâtes  à 
oxydes.  Ainsi  sont  faites  certaines  plaques  Wûste  et  Rupprecht 
décrites  dans  les  monographies. 

J.-S.  Stevenson*  construisait  également,  en  1887,  des  pastilles 
d'oxydes  comprimées  dans  des  formes  spéciales,  puis  assemblées 
dans  un  moule  dans  lequel  on  coulait  le  plomb  qui  sertissait  les  diffé- 
rentes pastilles. 

C'est  ce  que  faisait  aussi  Reckenzaun  qui,  ainsi  qu'on  l'a  vu,  cons- 
tituait d'abord  des  boudins  cylindriques  de  matière  active  qu'il  entou- 
rait ensuite  de  plomb  fondu. 

Dans  le  même  ordre  d'idées,  Flanscom  et  Hough*  préparent  des 
pastilles  rondes  de  matière  active,  puis  les  réduisent  superficiellement 
en  plomb  spongieux.  Le  plomb  spongieux  est  comprimé  et  les  pas- 
tilles sont  enfin  encastrées  en  coulant  autour  d'elles  du  plomb  très 
chaud  qui  fait  fondre  le  plomb  spongieux  comprimé.  Cette  disposi- 
tion est  établie  en  vue  de  mieux  sertir  les  pastilles. 

Meygret  ^  passe  à  la  filière  la  matière  active  et  en  fait  des  baguettes 
creuses,  dans  lesquelles  on  coule  le  plomb  qui  doit  constituer  la  tige 
conductrice  intérieure. 

i.  Lumière  électrique,  t.  XL,  p.  132;  1891. 

2.  Brevet  anglais  20986,  du  2U  octobre  1899. 

3.  Brevet  français  300612. 


518  LES  ACGUMUIJVTEURS  ÉLECTRIQUES 

Empâlage  à  la  main  et  empâlage  mécanique,  —  Le  premier  procédé 
mentionné  ci-dessus  est  le  plus  employé.  La  matière  active,  pulvérisée 
et  malaxée  mécaniquement,  est  introduite  sous  forme  de  pâte  ou  de 
poudre  dans  les  alvéoles  du  quadrillage.  Le  quadrillage  est,  d*autre 
part,  dégraissé,  lavé,  soumis  parfois  à  un  traitement  spécial  (trempé 
à  Tacide  sulfurique,  gravé  au  sable,  etc.).  L'opération  de  Tempâtage 
peut  être  faite  à  la  main  ou  mécaniquement.  Dans  le  premier  cas, 
les  ouvriers  appliquent  la  matière  dans  les  alvéoles  à  Taide  d'un 
couteau  métallique  ou  d  une  spatule  en  bois.  L'empâtage  mécanique 
se  fait  quelquefois  à  la  presse  hydraulique.  Ce  procédé  est  assez 
employé  lorsqu'il  s'agit  de  tasser  la  matière  en  poudre  dans  uuq 
grille  en  deux  parties  qui  se  trouvent  rivées  par  la  même  opération. 
En  même  temps  que  l'empâtage,  on  produit  souvent  aussi  la  perfora- 
tion des  pastilles  de  matière. 

On  peut  aussi  opérer^  en  plaçant  la  grille  à  empâter  sur  la  partie 
inférieure  d'une  presse  ;  on  dispose  par-dessus  un  grillage  en  acier 
de  même  forme  fermé  à  la  partie  inférieure  par  une  plaque  que  l'on 
peut  retirer  en  la  faisant  glisser.  La  hauteur  du  grillage  en  acier  est 
telle  que  chacune  de  ses  cavités  renferme  exactement  la  quantité 
nécessaire  de  pâte  pour  un  alvéole  de  la  grille. 

Lorsque  la  pâle  a  été  ainsi  placée,  on  enlève  la  plaque  glissante, 
puis  on  fait  descendre  la  partie  supérieure  de  la  presse,  qui  porte 
des  mandrins,  lesquels  s'appliquent  sur  la  pâte  tombée  dans  la  grille 
traversant  les  cavités  du  grillage  en  acier. 

Dans  les  monographies,  nous  aurons  l'occasion  de  décrire  avec 
quelque  détail  l'empâtage  mécanique  des  électrodes  Max. 
*  E .  Franke  ^  a  imaginé  une  machine  à  empâter,  qui  est  représentée  en 
vue  de  côté  par  la  figure  206;  la  figure  207  est  une  coupe  suivant  AB. 
La  figure  208  est  une  coupe  en  longueur  par  Taxe  de  la  machine;  la 
figure  209,  une  coupe  horizontale  de  la  machine.  La  figure  210  donne 
une  idée  claire  de  l'établissement  de  la  plaque,  qui  est  représentée 
en  coupe  par  la  figure  211. 

Sur  l'arbre  1  [fig,  206  et  208),  qui  est  actionné  par  la  poulie  2,  on 
place  une  vis  sans  fin  3,  qui  attaque  une  roue  hélicoïdale  4',  dont 
l'arbre  5  porte  à  ses  deux  extrémités  les  roues  dentées  7.  7  qui 
engrènent  avec  les  roues  dentées  8,  8  de  l'arbre 9. Ces  deux  arbres  5 
et9  traversentles  parois  latérales  de  laboîle69{/y^.  207).  Sur  l'arbre  9 

1.  Schoop,  Handhuch  der  elecfrischen  Accumulaloren^  p.  186. 

2.  Brevet  allemand  120505,  du  18  mars  1900;  —  brevet  anglais  6671,  du 
10  avril  1900  ;  —  Éclairage  électrique,  t.  XXIX,  p.  96  ;  19  octobre  1901. 


EMPATAGK  DES  SUPPORTS 


519 


Fio.  206. 


Fio.  210. 


FiG.  211. 


FiG.  206  à  211.  —  Machine  Franke  à  empâter. 


520  LES  ACCIMUI-ATEURS  ÉLECTRIQUES 

sont  situés,  à  rinlérieur  des  roues  dentées  8, 8,  deux  excentriques  iO,  10 
{fig.  206,  207  et  208),  qui  se  trouvent  dans  les  ouvertures  ovales  des 
parois  latérales  66  d'un  chariot  25  disposé  en  avant  de  la  boîte  6;  la 
paroi  antérieure  de  ce  chariot  porte  les  tiges  de  pistons  26,  27  en 
nombre  déterminé  dans  les  deux  sens  ;  Textrémité  antérieure  de  ces 
tiges  est  6xée  au  piston  13,  qui  glisse  dans  une  boite  20  {fig,  206  et  208) 
recevant  la  matière  active.  A  côté  de  chaque  paroi  66  du  chariot  25 
se  trouve  en  dehors  une  crémaillère  12  [fig,  206,  207  et  208)  solidaire 
de  la  roue  dentée  14.  L'arbre  9  est  fixé  à  Textrémité  droite  de  cette 
crémaillère  12.  Un  dispositif  permet  de  faire  tourner  la  roue  14  de 
façon  à  déterminer  le  déplacement  voulu  de  la  crémaillère.  La  rota- 
tion peut  être  obtenue,  par  exemple,  à  Taide  de  la  roue  dentée  15, 
qui  reçoit  son  mouvement  par  une  roue  hélicoïdale  17  d'une  vis  sans 
fm  18  située  sur  l'arbre  horizontal  19  muni  du  volant  21. 

On  opère  comme  suit  :  Après  introduction  de  la  matière  dans  le 
réservoir  20,  on  fait  mouvoir  par  la  roue  dentée  14  la  crémaillère  12 
et,  avec  elle,  l'arbre  9;  à  ce  mouvement  prennent  part  également  le 
chariot  25  et  la  boîte  6  avec  l'arbre  5,  la  roue  hélicoïdale  4  et  la  vis 
sans  fin  3;  cette  dernière  glisse  dans  une  échancrure  deTarbre  1.  Ce 
mouvement  est  tel  que  la  matière  contenue  dans  le  réservoir  20  est 
suffisamment  comprimée.  En  actionnant  ensuite  Tarbre  1,  on  fait 
tourner  l'arbre  9,  et  les  excentriques  10  font  avancer  et  reculer  le 
chariot  25  une  fois  par  tour  et  avec  lui  le  piston  13.  Lorsque  ce 
dernier  avance,  une  quantité  déterminée  de  matière  active  est  com- 
primée du  réservoir  dans  l'électrode  à  empâter,  disposée  à  la  partie 
antérieure  de  celui-ci.  Après  le  recul  du  piston,  on  agit  à  nouveau 
comme  il  est  indiqué  plus  haut  sur  la  crémaillère  12. 

Théodore  Pescatore  *  a  également  imaginé  une  machine  à  empâ- 
ter, représentée  par  les  figures  suivantes  : 

La  figure  212  donne  une  vue  en  plan;  la  figure  213,  une  coupe 
verlicale  suivant  la  ligne  11,  II  de  la  figure  212  avec  la  plaque  mon- 
trée en  place;  la  figure  214  est  une  coupe  verticale  suivant  la  ligne 
III,  III  de  la  figure  212  avec  plaque  en  place. 

Dans  une  table  1,  on  a  pratiqué  une .  ouverture  rectangulaire  un 
peu  plus  grande  que  la  plaque  empâtée.  Dans  cette  ouverture  est 
engagée  une  tablette  ou  plate-forme  2,  de  préférence  en  matière 
solide  ;  cette  tablette  est  supportée  par  une  rangée  de  vis  3, 3  fixées 
sur  des  arcades  4,  4.    La  plaque  5  à  empâter  est  placée  sur  une 

1.  Brevet  français  317142,  du  23  décembre  1901;—  brevet  allemand  130522, 
du  3  avril  1901  ;  —  brevet  anglais  6723,  du  30  mars  1901. 


KMPATAGE  DES  SUPPORTS 


521 


tablette  2,  et  les  vis  sont  ajustées  de  façon  que  la  surface  supérieure 

de  la  plaque  5  arrive  exactement  au  niveau  de  la  surface  de  la  table. 

Une  trémie,  ou  boîte  rectangulaire  6  qui  n'a  pas  de  fond,  est  mue  à 

m 


_n 


FiG.  2i:<. 


FiG.   214. 
Fie.  212  à  214.  — -  Machine  Pescatore  à  empâter. 

la  main  ou  autrement  d'avant  en  arrière  et  vice  versa  sur  la  table  et 
au-dessus  de  la  surface  de  la  plaque,  la  largeur  intérieure  de  la  boîte 
étant  exactement  égale  à  la  longueur  de  la  plaque.  La  boîte  est  rem- 
plie avec  la  matière  active,  soit  en  pâte,  soit  en  poudre.  Quand  la 


522  LES  ACCUMUI.ATEUKS  ÉLECTRIQUES 

boîte  passe  sur  la  plaque,  la  matière  active  descend  par  son  poids 
dans  les  porcs  ou  ouvertures  de  la  plaque,  et  cette  pression  peut 
être  réglée  en  faisant  varier  la  quantité  de  matière  active.  Le  mouve- 
ment d*avant  en  arrière  de  la  boite  détermine  le  remplissage  de  la 
plaque  pendant  que  la  boîte  est  mue  dans  les  deux  directions,  de 
telle  façon  que,  si  un  premier  passage  laisse  des  places  noA  empâ- 
tées, celles-ci  sont  remplies  pendant  le  mouvement  de  retour. 

Pour  que  la  matière  active  soit  appliquée  d'une  manière  compacte 
dans  la  plaque,  les  bords  inférieurs  et  intérieurs  7, 7  de  la  boîte,  aux 
parois  avant  et  arrière,  sont  arrondis  de  façon  que  le  mouvement  de 
va-et-vient  refoule  la  matière  engagée  entre  les  bords  arrondis  et  la 
table  et  détermine  la  compression  dans  la  plaque. 

Des  bandes  8,  de  préférence  en  caoutchouc,  sont  engagées  dans 
des  rainures  9  pratiquées  dans  les  parois  avant  et  arrière  de  la  boîte; 
ces  bandes  font  saillie  au-dessous  des  parois  de  la  boîte  et  leur  posi- 
tion est  réglée  par  les  vis  10, 10,  qui  déterminent  la  position  des 
plaques  12  en  fer,  disposées  au-dessus  des  bandes  de  caoutchouc 
dans  les  rainures  9;  des  vis  à  oreilles  ii  maintiennent  les  vis  10 
dans  la  position  où  elles  sont  réglées;  les  rangées  des  vis  10  sont 
vissées  dans  les  traverses  qui  surmontent  le  dessus  des  rainures  9. 

Les  bandes  de  caoutchouc  passant  sur  la  plaque  après  application 
de  la  matière  active  concourent  à  comprimer  la  matière  dans  les 
alvéoles  de  la  plaque,  adoucissent  la  surface  et  font  disparaître  les 
inégalités  produites. 

Avec  les  plaques  ayant  une  surface  inférieure  utilisable,  ou  les 
plaques  ayant  une  forme  de  grilles  à  ouvertures  plus  larges  aux 
deux  surfaces  que  dans  le  milieu,  après,  avoir  empâté  un  premier 
côté,  on  retourne  la  plaque  pour  empâter  Tautre  face. 

Ce  dispositif  peut  être  exécuté  en  bois  dur  ou  en  caoutchouc  durci . 


CHAPITRE  IV 
MONTAGE  DBS  AGGDMULATEIIRS  AD  PLOMB 


Bao8.  —  Nous  n'avons  examiné  jusqu'ici,  soit  au  point  de  vue  théo- 
rique, soit  au  point  de  vue  descriptif,  que  les  électrodes  et  Télectro- 
lyte.  Or  un  accumulateur  comprend  en  outre  différentes  autres 
parties,  désignées  sous  la  dénomination  générale  d'accessoires  et  qui, 
pour  n'être  pas  essentielles  au  fonctionnement,  n'en  sont  pas  moins 
importantes  en  pratique. 

Le  plus  important  des  accessoires  est  le  récipient  qui  doit  contenir 
les  plaques  et  l'électrolyte.  La  première  qualité  à  exiger  d'un  bac 
est  d'être  inattaquable  à  l'acide  sulfurique.  Cette  condition  limite  à 
un  très  petit  nombre  les  substances  qui  peuvent  être  employées.  Il 
faut  en  outre  que  ces  substances  soient  suffisamment  résistantes 
mécaniquement.  En  pratique,  on  n'utilise  guère  que  le  plomb,  le 
verre,  l'ébonite,  le  celluloïd  et  quelquefois  l'ambroïne. 

On  a  proposé  de  nombreuses  autres  substances;  mais  toutes 
s'attaquent  et  se  désagrègent  au  bout  d'un  certain  temps. 

Les  bacs  en  verre  sont  employés  pour  les  éléments  à  poste  fixe, 
de  petite  et  de  moyenne  grandeur.  Ils  présentent  le  grand  avantage 
d'être  transparents  ;  malheureusement,  ils  sont  fragiles  et  cassent 
sous  l'influence  d'un  choc  ou  simplement  d'une  différence  de  tempé- 
rature. 

Le  procédé  Appert  *  permet  d'obtenir  des  bacs  en  verre  moulé. 
Nous  n'entrerons  pas  ici  dans  les  détails  de  cette  fabrication  employée 
à  la  Compagnie  de  Saint- Gobain.  La  figure  215  montre  l'aspect  de 
ces  bacs  en  verre  strié,  dont  les  plus  gros  types  peuvent  contenir  80 
à  100  litres.  Mais  c'est  là  un  maximum  qu'on  ne  saurait  dépasser 

1.  Voir  VÊciairage  électrique, i.  VI,  p.  loi;  —  Conférence  de  M.  E.  Sartiaux. 


524 


LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


sans  danger,  par  suite  du  poids  élevé  que  doit  supporter  le  verre. 
Un  bac  de  100  litres  peut  contenir  en  effet  près  de  400  kilogrammes 
de  plaques. 

Afin  de  faire  travailler  uniformément  le  fond  d'un  bac  en  verre,  il 
convient  de  ne  pas  faire  reposer  celui-ci  directement  sur  les  isolateurs 


FiG.  213.  —  Bacs  en  verre  moulé. 


ou  sur  les  chantiers,  mais  d'interposer  une  substance  élastique,  une 
feuille  de  caoutchouc,  par  exemple. 

On  emploie  quelquefois  les  bacs  en  verre  pour  les  petits  éléments 
transportables.  Dans  ce  cas,  les  bacs,  qui  sont  moulés,  sont  souvent 
munis  de  rainures  intérieures  dans  lesquelles  s'engagent  les  plaques 
qui  reposent  en  outre  sur  un  épaulement.  La  figure  406  représente 
un  bac  ainsi  constitué.  Dans  d*autres  cas,  les  bacs  en  verre  sont 
munis  à  leur  partie  inférieure  de  renflements  tjui  servent  de  supports 
aux  plaques. 

Les  bacs  en  plomb  sont  uniquement  employés  pour  les  éléments 
à  poste  fixe.  Le  plus  souvent,  on  les  constitue  d'une  caisse  en  bois 
garnie  intérieurement  d'une  chemise  en  plomb  doux  soudée  à  la 
soudure  autogène.  Plus  rarement,  les  bacs  sont  entièrement  en  plomb 
antimonieux;  dans  ce  cas,  les  parois  sont  disposées  en  forme  de 
grillage  de  façon  à  leur  donner  la  rigidité  nécessaire  sans  exagérer 
le  poids.  A  l'intérieur,  ces  vases  sont  garnis  d'une  feuille  de  plomb 
laminé  soudé  autogènement  afin  d'avoir  une  étanchéité  parfaite. 

Pour  les  éléments  transporta  blés,  les  bacs  en  verre  ou  en  plomb 
étant  trop  lourds  et  trop  encombrants,  on  a  presque  exclusivement 
recours  à  Tébonite  ou  au  celluloïd. 

L'ébonite  est,  comme  on  sait,  composé  de  caoutchouc  et  de  soufre. 
En  pratique,  cependant,  on  y  rencontre  beaucoup  d'autres  substances 


MONTAGE  DES  ACCUMULATEURS  525 

qui  sont  ajoutées  comme  charges.  Ces  charges  consistent  en  matières 
organiques,  telles  que  le  caoutchouc  factice  (composé  d'huiles  cuites 
avec  du  soufre),  et  en  matières  minérales.  La  proportion  de  ces  der- 
nières peut  être  très  variable;  on  en  trouve  jusqu'à  50  0/0  dans 
certains  bacs.  Leur  composition  est  également  très  différente.  Très 
souvent,  le  silicate  de  magnésie  et  de  chaux  (amiante  en  poudre  ou 
talc)  domine  ;  d'autres  fois,  c'est  le  sulfate  de  baryte  et  la  chaux  ou 
lé  carbonate  de  chaux  et  la  chaux,  avec  ou  sans  addition  d'oxydes 
métalliques,  comme  ceux  de  zinc  ou  de  plomb;  le  silicate. d'alumine 
est  également  employé,  avec  ou  sans  addition  de  chaux.  Enfin  on 
trouve  en  petites  quantités  les  oxydes  de  fer  et  d'alumine  et  la  silice. 
Les  proportions  de  soufre  sont  très  variables;  elles  sont  en  général 
confiprîses  entre  4  et  20  0/0.  Une  partie  de  ce  soufre  est  combinée 
pendant  la  vulcanisation  à  la  gomme  ou  aux  factices,  l'autre  se 
trouve  à  l'état  de  liberté.  C'est  de  la  quantité  de  soufre  combiné  que 
dépend  la  dureté  de  l'ébonite.  Un  bac  insuffisamment  vulcanisé  est 
trop  mou  ;  s'il  est  trop  vulcanisé,  au  contraire,  il  est  trop  cassant.  Il 
convient  de  se  tenir  entre  ces  deux  limites. 

Avec  la  composition  de  l'ébonite  varie  sa  densité;  celle-ci  augmente 
avec  la  charge  minérale  ;  en  pratique,  la  densité  de  l'ébonite  des  bacs 
varie  de  1,4  à  1,6. 

Quoi  qu'il  en  soit  de  la  composition  chimique  de  l'ébonite,  on 
doit  exiger  de  ce  produit,  outre  ses  qualités  d'isolement,  une  inatta- 
quabilité  aussi  parfaite  que  possible  à  l'acide  sulfurique  ;  à  cet  effet, 
la  matière  ne  doit  pas  être  poreuse.  Lorsque  la  matière  s'attaque, 
non  seulement  le  bac  a  une  durée  moindre,  mais  encore  il  introduit 
dans  l'êlectrolyte  des  impuretés  qui,  comme  nous  l'avons  vu,  peuvent 
jouer  un  rôle  important  sur  les  actions  locales.  Enfin  les  bacs  ne 
doivent  pas  être  cassants  à  la  température  ordinaire,  car,  devant  être 
souvent  manipulés,  ils  donneraient  lieu  à  des  frais  excessifs.  Ils  ne 
doivent  pas  non  plus  se  ramollir  par  trop  avec  la  température.  Il  ne 
faut  pas  oublier  en  effet  que  le  bac  supporte  une  certaine  charge  et 
que  la  température  peut  atteindre  40  à  50*  C.  dans  certaines  exploi- 
tations. 

Les  bacs  en  ébonite  sont  certainement  les  plus  employés  dans  les 
éléments  transportables.  Très  souvent  on  les  consolide  en  les  entou- 
rant d'une  boîte  en  bois  imprégné.  Dans  tous  les  cas,  le  bac  en  ébonite 
demande  à  être  maintenu  de  tous  les  côtés. 

Les  bacs  en  celluloïd  ne  sont  utilisés  que  lorsqu'il  n'y  a  pas  à 
craindre  la  production  d'étincelles  qui  enflammeraient  le  celluloïd. 


526  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

C'est  pour  cette  raison  qu*on  a  renoncé  à  leur  emploi  dans  les  batteries 
composées  d'un  grand  nombre  d'éléments.  Actuellement  ils  ne  sont 
employés  que  dans  les  boîtes  de  quelques  éléments  (inflammation 
des  moteurs,  éclairage  des  voitures,  etc.). 

Le  celluloïd,  qui  est  formé  par  un  mélange  de  pyroxyline,  de 
camphre  et  d'alcool,  possède  une  densité  voisine  de  1,35.  Bien  pré- 
paré, il  est  très  peu  attaquable  par  Tacide  sulfurique  dans  les  con- 
ditions de  concentration  de  Faccumulateur  et  à  la  température 
ordinaire.  11  jouit  de  l'avantage  de  pouvoir  être  soudé  très  facilement 
à  lui-même.  On  fait  usage  à  cet  effet  de  colles  spéciales  qui  sont  des 
dissolutions  de  celluloïd  sokt  dans  Tacétone,  soit  dans  Tacétate 
d^amyle.  Il  peut  être  très  facilement  moulé,  car  il  se  ramollit  vers 
80-90**  C.  pour  reprendre  sa  dureté  primitive  après  refroidissement. 

Ces  propriétés  font  du  celluloïd  une  matière  très  précieuse  non 
seulement  dans  la  fabrication  des  bacs,  mais  encore  dans  celle  des 
différents  accessoires  :  couvercles,  séparateurs,  tasseaux,  etc. 

Malheureusement  son  inflammabilité  limite  beaucoup  son  emploi. 

On  a  proposé  des  matières  à  base  de  celluloïd.  D.-M.  Hawes  *  a 
préparé  des  bacs  à  Taide  d'une  pâte  très  peu  consistante,  composée 
d'un  tiers  (en  poids)  de  celluloïd  liquide  et  de  deux  tiers  d'amiante 
pulvérisée  ou  à  Télat  fibreux.  La  pâte  est  coulée  dans  des  moules; 
après  refroidissement,  on  démoule  et  on  retire  un  bac  sans  soudure. 

Mais  on  ne  rencontre  pas  d'applications  industrielles  de  ces 
matières. 

Après  l'ébonite  et  le  celluloïd,  la  substance  qu'on  a  le  plus  souvent 
utilisée  industriellement  est  l'ambroïne.  L'ambroïne  est  une  matière 
isolante  composée  de  résines  fossiles  et  d'amiante.  Le  mélange,  très 
intime  et  très  finement  pulvérisé,  est  placé  dans  des  moules  en  acier 
et  soumis  simultanément  à  l'action  de  la  chaleur  et  d'une  pression 
considérable.  C'est  ainsi  que  sont  obtenus  les  bacs  pour  accumu- 
lateurs ainsi  que  les  différents  accessoires,  tasseaux,  dalles,  etc. 

L'ambroïne  a  une  densité  voisine  de  1,5;  elle  est  peu  attaquable 
par  l'acide  sulfurique  étendu  à  la  température  ordinaire.  Comme 
impuretés  qu'elle  introduit  après  un  certain  temps  dans  l'électrolyte, 
c'est  le  fer  qui  domine;  on  trouve  aussi  la  chaux,  l'alumine  et  la 
magnésie,  enfin  des  matières  organiques. 

Montage  des  plaques.  —  Le  plus  généralement  les  électrodes 
affectent  la  forme  de  plaques,  et  sont  disposées  verticalement  dans 

1.  Brevet  anglais  1228,  du  17  janvier  1896. 


MONTAGE  DES  ACCUMULATEURS 


527 


le  bac.  On  a  cependant  déjà  construit  des  accumulateurs  dans  lesquels 
les  plaques  sont  disposées  horizontalement.  L'accumulateur  Atlas, 
représenté  en  figure  216,  offre  un  spécimen  de  ce  montage.  Les 
plaques  se  composent  de  deux  gâteaux  de  matière  active  entre  les- 
quels on  place  une  plaque  de  plomb.  On  superpose  horizontalement 
les  différentes  plaques  en  sépa- 
rant au  moyen  de  celluloïd  1«'^ 
positives  des  négatives.  La  co- 
lonne ainsi  constituée  est  percé 
de  trous  en  regard  les  uns  df^s 
autres  pour  l'échappement  dis 
gaz. 

Quelques  dispositions  ana- 
logues ont  été  proposées.  Bran  H 
de  Bournonville  ^  superpose  d<^ 
assiettes  poreuses  au  fond  des- 
quelles se  trouve  le  conductciif 
recouvert  de  la  matière  activa. 
Mais,  en  pratique,  la  dispositiou 
horizontale  des  électrodes  n*esi 
jannais  employée. 

Les  plaques  sont  placées  ^j 
verticalement  et  parallèle- 
ment, les  positives  alter- 
nant avec  les  négatives. 
Comme  nous  le  verrons 
dans  les  monographies,    il 

y  a  deux  façons  générales  de  supporter  les  plaques  dans  le  bac.  Ou 
bien  les  plaques  reposent  par  leur  bord  inférieur  sur  des  tasseaux 
placés  au  fond  du  bac,  ou  bien  elles  sont  suspendues  par  des  cro- 
chets qu'elles  portent  à  leur  partie  supérieure  et  qui  viennent  reposer 
soit  directement  sur  le  bord  du  bac,  soit  sur  des  dalles  en  verre. 

Dans  les  deux  cas,  on  doit  prévoir  entre  le  bas  des  plaques  et  le 
fond  du  bac  une  distance  suffisante  pour  permettre  le  logement  de 
la  matière  active  qui,  touchant  à  la  fois  les  deux  électrodes,  viendrait 
mettre  l'élément  en  court-circuit. 

Pour  les  éléments  à  poste  fixe  qui,  avant  toutes  choses,  doivent 
nécessiter  peu  d'entretien,  on  préfère  le  montage  par  suspension  des 


FiG.  216.  —  Accumulateur  Atlas. 


1.  Brevet  français  317565,  du  10  janvier  1902. 


528 


LES  AGCUMULATEUUS  ÉIJîCTRlQUES 


plaques,  car  on  craint  moins  ainsi  les  cou  ris-circuits  par  le  bas,  et 
en  outre  on  laisse  aux  plaques  leur  liberté  d'allongement,  ce  qui 
diminue  les  dangers  de  gauchissement. 

Pour  les  éléments  transportables,  les  deux  modes  sont  employés  ; 
mais  on  préfère  le  montage  avec  tasseaux,  qui  donne  un  encombre- 
ment moindre. 

Ces  tasseaux,  dont  le  nombre  (deux,  le  plus  souvent)  dépend  de 
la  largeur  des  plaques,  ont  une  section  triangulaire  ou  trapézoïdale  ; 
ils  sont  quelquefois  munis  de  rainures  dans  lesquelles  doivent  s'en- 
gager les  plaques.  Ils  peuvent  être  constitués  en  bois  imprégné,  en 


Ml 

il  III  il  II  iiii 


Fio.  217.  —  Tasseaux  en  verre  moulé.  Fio.  218.  —  Dalle  en  verre  moulé. 

ébonite,  en  ambroïne,  verre,  ou  toute  autre  matière  isolante  et  inatta- 
quable. La  figure  217  montre  un  tasseau  à  crémaillère,  construit  en 
verre  moulé  par  la  Compagnie  de  Saint-Gobain. 

Dans  le  montage  par  suspension,  les  crochets  des  plaques  peuvent 
porter  sur  les  bords  du  bac,  quand  celui-ci  est  en  matière  isolante. 
Mais,  lorsqu'il  s'agit  de  bacs  en  plomb  ou  en  bois  plombé,  on  fait 
reposer  ces  crochets  sur  le  bord  supérieur  de  dalles  généralement 
en  verre.  La  figure  218  représente  un  modèle  de  dalle  en  verre  munie 
de  rainures  pour  maintenir  Fécartement  des  plaqués  ;  la  Compagnie 
de  Saint-Gobain  construit  ces  dalles  en  verre  moulé.  Ces  dalles, 
verticales  ou  légèrement  inclinées,  peuvent  reposer  sur  le  fond  du 
bac  par  l'intermédiaire  de  semelles  en  plomb  ou  en  caoutchouc,  ou 
bien  elles  peuvent  être  portées  elles-mêmes  par  un  châssis  spécial, 
comme  on  le  verra  dans  l'accumulateur  Blot. 

Un  certain  nombre  de  variantes  ont  été  proposées.  Cari  Stoll*,  par 
exemple,  suspend  ses  électrodes  au  moyen  de  bandes  élastiques 
dont  les  extrémités  supérieures  traversent  le  couvercle  du  bac  et 
sont  maintenues  par-dessus  celui-ci  à  l'aide  de  chevilles. 

1.  Brevet  allemand  122147,  du  25  octobre  1900. 


MONTAGE  DES  ACCUMULATEURS  529 

Dans  certains  éléments,  on  emploie  un  procédé  mixte;  dans  les 
accumulateurs  Tudor  pour  traction,  par  exemple,  on  laisse  reposer 
sur  le  fond  du  bac  un  des  blocs  d*électrodes  (négatif),  pendant  que 
l'autre  (positif)  est  suspendu  sur  le  premier  par  l'intermédiaire  de 
tubes  ou  de  baguettes  de  verre. 

Nous  n*inaistons  pas  ici  sur  les  différentes  combinaisons  qui 
seront  étudiées  dans  les  monographies. 

i®  Accumulaleurs  cylindriques,  —  On  sait  que  les  premiers  élé- 
ments de  Planté  affectaient  la  forme  cylindrique,  les  électrodes  étant 
enroulées  en  spirale.  Cette  disposition  a  été  abandonnée  ;  mais 
on  rencontre  actuellement  certains  éléments  dans  lesquels  les  élec- 
trodes affectent  la  forme  de  cylindres  de  diamètres  différents,  que 
Ton  dispose  concentriquement. 

Parmi  les  accumulateurs  ainsi  constitués  nous  décrirons  dans  les 
monographies  les  types  Bary,  Peyrusson,  Mouterde. 

L'accumulateur  Joseph  Skwirsky^  comprend  également  une 
électrode  centrale  autour  de  laquelle  sont  disposées  des  électrodes 
cylindriques  de  diamètres  de  plus  en  plus  grands.  Celles-ci  ne  sont 
empÂtées  qu'intérieurement  dans  le  but  de  mieux  retenir  la  matière 
et  d'empêcher,  les  déformations.  A  cet  effet  les  cylindres  sont 
munis  intérieurement  de  perforations  obtenues  mécaniquement  à 
Taide  d'un  instrument  pointu  et  de  façon  à  former  des  dents  ou 
crochets. 

Entre  les  cylindres  on  place  des  peignes  isolants  en  verre  ou  en 
bois  paraffiné. 

Dans  l'accumulateur  de  Laminière*,  l'électrode  positive,  au 
centre,  est  constituée  par  une  tige  centrale  en  plomb  antimonié  sur 
laquelle  on  enfile  des  grilles  horizontales  serrées  sur  la  tige  à  l'aide 
d'écrous  ou  encore  soudées.  Les  grilles  possèdent  des  alvéoles  à 
section  en  queue  d'aronde  qui  sont  garnis  de  matière  active.  L'élec- 
trode négative  est  composée  d'anneaux  concentriques  formés  de 
grilles  empâtées  et  maintenus  solidement  par  trois  boulons  en 
plomb  antimonié.  Des  tubes  de  verre  sont  placés  entre  les  deux 
électrodes. 

2^*  Accumulateurs  à  électrodes  bipolaires,  —  On  peut  appeler  élec- 
trodes bipolaires  celles  qui  sont  formées  positives  d'un  côté  et  néga- 
tives de  l'autre.  Dans  le  montage  de  ces  plaques,  il  faut  évidem- 
ment s'arranger  pour  que  les  deux  côtés  fassent  partie  de  compar- 

i.  Brevet  allemand  115336,  du  16  novembre  1898. 
2.  Brevet  français  304050. 

34 


530  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

timents  différents,  Tàme  des  plaques  tenant  lieu  de  connexion  et 
reliant  ainsi  deux  éléments  voisins  en  tension. 

Faure  *  a  proposé  de  construire  des  électrodes  bipolaires  en  forme 
de  plaques,  Télément  ressemblant  alors  à  une  pile  à  auges.  Granier 
et  Lambert^  assemblent  deux  plaques  (une  positive  et  une  négative, 
d'accumulateur  sur  un  support  en  plomb  antimonié  et  montent 
ensemble  dans  un  cadre  en  matière  isolante  (verre,  ébonite,  etc.). 
Ces  plaques  sont  disposées  verticalement  et  on  intercale  entre  elles 
des  cadres  constituant  diaphragme  ;  les  cadres  sont  en  caoutchouc 
et  forment  joints.  L'ensemble  est  serré  par  des  boulons.  On  obtient 
ainsi  non  pas  un  élément,  mais  une  série  d'éléments  réunis  en 
tension  et  ne  possédant  chacun  qu'une  positive  et  une  néga- 
tive. 

Citons  encore  l'accumulateur  Apple  ^,  l'accumulateur  Betaille*. 
Dans  ces  éléments,  la  grosse  difficulté  est  d'assurer  Tétanchéité  ;  il 
tie  faut  pas  en  effet  que  deux  compartiments  voisins  puissent  commu- 
niquer, car  ce  serait  mettre  en  court-circuit  les  deux  parties  de  la 
plaque  bipolaire. 

Cette  disposition  en  plaques  n'a  pas  reçu  d'applications  indus- 
trielles. En  revanche,  on  a  construit  et,  comme  on  le  verra  dans  la 
monographie  des  accumulateurs  Tribelhorn  et  Smith,  on  construit 
encore  actuellement  des  éléments  à  électrodes  bipolaires  formant 
en  môme  temps  le  récipient  de  chacun  des  compartiments. 

C'est  Philippart^  qui  a  le  premier  réalisé  ce  procédé  en  donnant 
à  chaque  électrode  double  la  forme  d'un  cône  renversé.  Le  mon- 
tage est  très  simplifié,  puisqu'il  n'y  a  pas  de  bacs  ni  de  connexions 
et  qu'il  suffit  de  placer  les  uns  dans  les  autres,  en  les  isolant, 
n  cônes  pour  avoir  n  —  1  éléments  en  tension,  après  avoir  rempli 
d'acide. 

Tribelhorn  a  repris  cette  idée  et  construit  des  éléments  à  cuvettes 
bipolaires.  Tout  en  hauteur,  les  batteries  ainsi  installées  ont  un 
encombrement  en  surface  restreint;  mais  on  ne  peut  faire  d'élé- 
ments à  grande  capacité,  puisqu'il  n'y  a  que  deux  électrodes  par  élé- 
ment et  qu'on  éprouve  de  grosses  difficultés  à  les  construire  d'un 
diamètre  un  peu  grand. 


1.  Brevet  français  139258,  du  20  octobre  181 

2.  Brevet  français  2)9797. 

3.  Brevet  français  310964,  du  20  mai  1901. 

4.  Brevet  français  313783,  du  26  aoûtl901. 

5.  Brevet  français  157139,  du  21  août  1883. 


MONTAGE  DES  ACCUMULATEURS  531 

L'accumulaleur  Givmiel  *  est,  comme  Télément  Tribelhorn  décrit 
plus  loin,  composé  de  vases  que  Ton  superpose. 

L'accumulateur  Wiegand^  comprend  aussi  un  certain  nombre  de 
cuvettes  superposées. 

La  figure  219  montre  quatre  cuvettes  assemblée^.  Le  fond  de 
chaque  cuvette  est  repoussé  inté- 
rieurement de  façon  à  former  une 
cavité  n  qui,  empâtée  à  base  de  mi- 
nium humide,  constitue  la  posi- 
tive. A  rintérieur,  une  couche  de 
litharge  r  constitue  la  négative.  Sur 

cette  matière  active,  on  place  une 

.,      ,-       .  ,,       .  FiG. 219. —Accumulateur  Wiegand. 

toile  d  amiante  p  et  sur  celle-ci  une 

couche  de  charbon  en  poudre  o.  La  toile  et  le  charbon  sont  humec- 
tés par  Télectrolyte. 

Le  bord  des  cuvettes  est  recourbé  deux  fois  et  forme  ainsi  une 
rigole  qui  doit  être  remplie  du  liquide  isolant  g.  Les  tubes  y,  y 
permettent  le  remplissage  de  toutes  les  rigoles  par  celle  du  haut. 

Séparateurs,  cloisons  poreuses,  enveloppes  de  plaques.  —  Lorsque 
les  plaques  sont  montées  dans  le  bac,  il  convient  d'assurer  leur 
écartcment  normaL  Dans  les  éléments  à  poste  fixe,  le  plus  souvent 
on  dispose  à  cet  effet,  entre  les  plaques,  un  certain  nombre  de 
rangées  de  tubes  ou  de  baguettes  de  verre  (deux  ou  trois  selon  la 
largeur  des  plaques).  Ces  tubes  doivent  être  placés  verticalement  de 
façon  à  éviter  tout  barrage  à  la  chute  de  matière  active  qui  ris- 
querait d'occasionner  des  courts-circuits.  Nous  examinerons  dans 
les  monographies  les  différents  artifices  employés  pour  maintenir 
ces  tubes.  Le  diamètre  des  tubes  ou  Técartement  des  plaques  est 
variable  avec  les  dimensions  de  celles-ci.  Pour  les  grandes  plaques, 
qui  donnent  lieu  à  des  déformations  beaucoup  plus  importantes  que 
les  petites,  on  prend  en  général  12  à  15  millimètres,  de  façon  à 
n'avoir  pas  à  craindre  le  contact  des  plaques  par  suite  de  ces  défor- 
mations. Pour  les  plaques  de  faibles  dimensions,  on  descend  jus- 
qu'à 8  millimètres  ;  mais  il  n'est  pas  prudent  de  rapprocher  davan- 
tage les  plaques,  du  moins  dans  les  éléments  à  poste  fixe. 

Dans  le  cas  des  éléments  transportables,  le  problème  est  différent. 

1.  Brevet  français  291675,  du  28  février  1900. 

2.  Brevet  anglais  10318,  du  25  août  1901. 


532  LES  ACCUMUIATKURS  ÉI^CTRIQUES 

Ces  éléments  étant  constamment  en  mouvement,  il  convient  de 
faire  de  Tensemble  des  plaques  un  système  indéformable.  Comme, 
d'autre  part,  on  est  toujours  très  limité  pour  l'encombrement  et  le 
poids  dans  ces  sortes  d'applications,  on  doit  réduire  autant  que 
possible  Técartement  des  plaques.  Dans  les  éléments  pour  automo- 
biles, par  exemple,  on  adopte  en  moyenne  5  millimètres.  Quelques 
constructeurs  vont  même  jusqu'à  3  millimètres.  Mais  ce  rappro- 
chement excessif  n'est  pas  sans  inconvénients,  et  il  nécessite  de 
plus  fréquentes  opérations  d'entretien.  On  emploie  alors  comme 
séparateurs  des  pièces  construites  le  plus  généralement  en  ébonite, 
et  qui  s'appliquent  des  deux  côtés  sur  la  surface  entière  des  plaques 
voisines.  Ces  séparateurs  sont  en  ébonite  perforée,  aGn  de  ne  pas 
créer  d'augmentation  de  résistance  intérieure  et  de  ne  pas  entraver 
la  diffusion.  Les  formes  en  sont  très  variables;  quelquefois  on  se 
sert  de  feuilles  ondulées  ;  on  emploie  aussi  des  séparateurs  plans, 
perforés,  et  munis  de  nervures  verticales,  soit  des  deux  côtés,  soit 
d^un  côté  seulement;  dans  ce  cas,  on  applique  la  surface  plane  per- 
forée sur  la  positive,  afin  d'en  mieux  retenir  la  matière  active. 

Dans  les  petits  éléments,  on  se  contente  souvent  de  placer  entre 
les  plaques  des  peignes  en  celluloïd,  ou  bien  encore  on  entoure 
simplement  les  plaques  de  bracelets  en  caoutchouc. 

A  la  place  des  séparateurs  ou  conjointement  à  eux,  on  utilise 
assez  souvent  des  cloisonnements  poreux  appliqués  sur  les  plaques 
dans  le  but  d'en  mieux  maintenir  la  matière. 

La  Société  pour  le  Travail  électrique  des  métaux  enveloppe  à  cet 
effet  certaines  positives  dans  des  toiles  tissées  en  amiante  spéciale 
inattaquable  ;  le  séparateur  s'applique  sur  cette  toile  du  côté  de  la 
positive. 

La  Compagnie  française  de  l'amiante  du  Cap^  constitue  un  véri- 
table diaphragme  en  imprégnant  de  silicate  de  soude  une  feuille  de 
carton  d'amiante,  qui  est  ensuite  trempée  dans  l'acide  sulfurique 
étendu.  Tous  les  pores  du  carton  se  remplissent  ainsi  de  silice 
gélatineuse.  Après  lavage  à  l'eau  pour  enlever  le  sulfate  de  soude 
formé,   on    entoure    les  plaques  de  ces  diaphragmes. 

Christian  Pedersen  Kjaer^  construit  des  enveloppes  en  tourbe. 
Les  filaments  de  tourbe  débarrassés  des  matières  étrangères 
sont  soumis  à  une  carbonisation  incomplète  par  trempage  dans 
l'acide  sulfurique  à  40  0/0.   Après  lavage   et  séchage,  les  filaments 

1.  Brevet  français  314337,  du  !8  septembre  1901. 

2.  Brevet  alleinancl  122146,  du  21  septembre  1899. 


MONTAGE  DES  ACCUMULATEURS  533 

sont  foulés  et  comprimés  fortement  entre  des  plaques  chauiïées. 
C'est  avec  les  feuilles  ainsi  obtenues  qu'on  enveloppe  les  plaques. 

On  a  quelquefois  remplacé  les  séparateurs  par  de  simples 
plaques  de  bois  appliquées  directement  sur  les  plaques.  On  choisit 
de  préférence  des  bois  très  poreux. 

Guy  Marino^  place  chacune  de  ses  électrodes  dans  un  récipient 
en  bois  blanc  léger,  auquel  on  fait  subir  une  série  de  traitements 
chimiques  pour  ne  laisser  du  bois  que  la  matière  ligneuse  avec  ses 
cavités. 

Les  diaphragmes  en  terre  poreuse  ont  été  également  préconisés. 

La  Société  Paul  Chapuy*  fabrique  des  plaques  poreuses  dont 
les  pores  ont  la  grosseur  désirée  en  faisant  une  pâte  de  kaolin 
et  de  charbon  tamisé  à  la  grosseur  voulue.  Après  avoir  produit 
avec  de  Teau  une  pâte  ferme,  on  sèche  dans  des  moules  appropriés, 
en  plâtre,  puis  à  Tétuve.  La  cuisson  est  ensuite  effectuée  à  1.200**  C. 

Ces  cloisons  poreuses  sont  introduites  directement  entre  les 
plaques  de  Télément,  ou  bien  encore  on  constitue  avec  la  matière 
poreuse  des  blocs  dans  lesquels  les  électrodes  sont  noyées. 

Clare'  entoure  ses  plaques  de  cloisons  poreuses  en  faïence 
réunies  les  unes  aux  autres  par  une  matière  scellant  les  joints 
de  façon  à  former  différentes  chambres  qui  renferment  chacune  une 
plaque. 

Snr  rimmobilisation  de  réleotrolyte.  —  Depuis  longtemps  de- 
nombreux  inventeurs  se  sont  attachés  à  la  solution  du  problème  de 
rimmobilisation  de  Télectrolyte.  Beaucoup  ont  pensé  qu'en  rempla- 
çant Télectrolyte  liquide  par  une  masse  suffisamment  consistante, 
tout  en  ayant  la  porosité  nécessaire,  ils  éviteraient  la  chute  de 
matière  active.  C'est  là  une  profonde  orreur,  car  la  matière  active 
qui  tombe  normalement  des  plaques  positives  est  excessivement 
ténue  et,  s'engageant  dans  les  pores  de  la  substance  interposée,  est 
au  contraire  une  source  de  courts-circuits  qu'il  est  beaucoup  plus 
difficile  de  faire  disparaître  que  dans  le  cas  de  l'électrolyte  liquide. 

La  substance  interposée  n'empêche  pas  non  plus  le  contact  des 
plaques  entre  elles  lorsque  celles-ci  se  déforment. 

Il  ne  faut  considérer  l'immobilisation  du  liquide  comme  avanta- 

1.  Brevet  français  310982,  du  4  mai  1901. 

2.  Brevet  français  302431,  du  24  juillet  1900;  —  brevet  allemand  142097,  du 
16  février  1901. 

3.  Brevet  français  324034,  du  12  juillet  1902. 


534  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

geuse  que  dans  les  applications  où  des  projections  d'acide  peuvent 
être  dangereuses,  où  les  éléments  peuvent  avoir  à  fonctionner  tout 
en  étant  fortement  inclinés,  comme  c'est  le  cas  des  éléments  d'in- 
flammation pour  motocyclettes,  par  exemple. 

Encore  faut-il  remarquer  que  cette  qualité  des  accumulateurs 
dits  secs  est  rachetée  par  quelques  inconvénients.  La  résistance 
intérieure  est  un  peu  augmentée.  Mais  c'est  principalement  la* 
capacité  qui  est  influencée  par  suite  de  la  réduction  de  la  quantité 
d'acide  libre  et  surtout  par  l'entrave  apportée  à  la  diffusion  par  le 
corps  immobilisant.  Cette  diminution  de  capacité  est  d'autant 
plus  sensible  que  le  régime  de  charge  est  élevé.  Même  dans  le  cas 
des  décharges  trèâ  lentes,  comme  celle  des  éléments  d'inflamma- 
tion, la  baisse  de  capacité  atteint  souvent  20  0/0. 

Parmi  les  substances  qui  ont  été  proposées  pour  immobiliser 
l'acide,  citons  la  silice  gélatineuse,  l'amiante,  le  coton  de  verre,  l'ar- 
gile cuite,  la  pierre  ponce,  le  sable,  le  gypse,  le  parchemin,  la  cel- 
lulose, l'albumine,  le  savon,  les  acides  gras,  la  sciure  de  bois,  etc. 

La  plus  employée  de  toutes  ces  substances  est  la  silice  gélati- 
neuse. Il  suffit  de  faire  un  mélange  en  proportions  convenables  de 
silicate  de  soude  et  d'acide  sulfurique  ;  on  remplit  l'élément  de  ce 
liquide  épais  qui  ne  tarde  pas  à  se  solidifier  complètement  dans 
l'élément  par  suite  de  la  précipitation  de  la  silice  gélatineuse  qui 
retient  dans  ses  pores  l'acide  sulfurique  additionné  d'une  certaine 
quantité   de  sulfate  de  soude. 

Voici  d'ailleurs  en  détail  le  procédé  indiqué  par  Schoop*.  On 
prépare  une  gelée  acide  avec  de  l'acide  sulfurique  ayant  une  densité 
de  1,22,  une  solution  de  silicate  de  soude  de  densité  1,20  et  de  la 
fibre  d'amiante. 

Le  silicate  de  soude  contenant  toujours  du  chlore  comme  impureté, 
il  est  nécessaire  de  le  purifier.  A  cet  effet,  on  le  mélange  à  volume 
égal  avec  de  l'eau  distillée  dans  un  vase  en  fer  dans  lequel  on  place 
ensuite  un  vase  poreux  que  l'on  remplit  d'un  mélange  de  même 
solution  de  silicate  et  d'un  égal  volume  de  dissolution  de  soude 
caustique  de  densité  1,25.  Dans  ce  mélange,  on  plonge  une  tôle  de 
fer  qui  sert  d'anode,  pendant  que  le  vase  extérieur  en  fer  forme  la 
cathode.  Les  liquides  étant  au  même  niveau,  on  fait  passer  le  courant. 
Il  y  a  électrolyse  du  chlore  qui  passe  dans  le  compartiment  ano- 
dique,  où  il  est  absorbé  par  la  soude. 

1.  Montpellier,  les  Accumulateurs  électriques^  p.  37. 


MONTAGE  DES  ACCUMULATEURS  535 

La  fibre  d'amiante  se  prépare  en  faisant  bouillir,  pendant  deux 
heures,  du  carton  d'amiante  dans  de  Tacide  sulfurique  dilué,  de 
densité  1,10.  Le  carton  se  désagrège  et  forme  une  pâte  que  Ton 
jette  sur  un  filtre  et  qu'on  lave  à  Teau  distillée. 

Le  mélange  se  fait  de  la  façon  suivante  : 

Dans  un  vase  en  verre,  on  verse  18  litres  de  la  solution  d'acide 
sulfurique  de  densité  1,22  ;  on  y  ajoute  450  grammes  de  fibre 
d'amiante  encore  humide,  mais  ne  retenant  que  la  moitié  ou  le 
tiers  de  son  poids  d'eau.  On  agite  ce  mélange  pour  le  rendre  aussi 
homogène  que  possible,  puis  on  y  verse  rapidement  4'", 5  de  sili- 
cate de  soude  de  densité  1,20. 

On  agite  ce  mélange,  qui  doit  être  aussi  fluide  que  Tacide  ordi- 
naire et  ne  doit  pas  contenir  de  flocons  solides,  jusqu'à  ce  qu'il 
prenne  un  aspect  huileux.  On  remplit  alors  les  éléments  avec  ce 
mélange,  et  on  laisse  reposer  vingt-quatre  heures.  Au  préalable, 
on  a  eu  soin-  d'imprégner  les  plaques  d'eau  acidulée.  Le  liquide 
s'épaissit  de  plus  en  plus  et,  après  vingt-quatre  heures,  forme  une 
gelée  solide. 

•  Il  convient  de  recouvrir  d'une  légère  couche  d'acide  cette  gelée, 
qui  se  dessécherait  sans  cette  précaution. 

•  D'après  Schoop,  la  résistance  de  cette  silice  gélatineuse   est  à 
peu  près  le  double  de  celle  de  l'électrolyte  ordinaire  de  densité  1,20. 

Comme  matière  absorbante,  la  Knickerbocker  Trust  Company  *  à 
proposé  le  tuf. 

De  Roussy  de  Sales  et  Gueugnon^  emploient  une  cellulose  pro- 
venant de  l'épi  de  maïs  réduit  en  poudre  ou  en  sciure. 

Dans  le  même  but,  Delaître  et  Olivier^  se  servent  de  l'écorce  de 
cacao  convenablement  préparée. 

Fermeture  des  éléments.  —  Les  éléments  à  poste  fixe  ne  sont  géné- 
ralement pas  munis  de  couvercles.  Comme  ces  éléments  ne  sont 
pas  soumis  à  des  secousses,  il  n'y  a  pas  à  craindre  de  renverse- 
ment d'acide.  Cependant,  à  la  fin  de  la  charge,  les  bulles  gazeuses, 
en  venant  crever  à  la  surface,  projettent  au  dehors  des  vésicules  de 
la  solution  d'acide  sulfurique.  Celles-ci  sont  entraînées  à  de  grandes 
distances  et  attaquent  les  parties  métalliques  environnantes. 

Elles  imprègnent  en  même  temps  les  bacs  et  les  isolateurs  d'une 

1.  Brevet  français  298010,  du  9  mars  1900. 

•2.  Brevet  français  301715. 

3.  Brevet  français  317217,  du  24  décembre  1901. 


536  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

couche   continue  acide   qui  abaisse  considérablement  Tisolement. 

En  outre  elles  sont  très  désagréables  à  respirer  et  provoquent  la 
toux. 

Pour  ces  différentes  raisons,  on  cherche  à  empêcher  le  plus  pos- 
sible ces  projections.  Dans  certains  cas,  on  a  coulé  une  couche  de 
parafTine  sur  le  liquide.  Très  souvent  on  fait  usage  d'une  couche 
d'huile  de  pétrole.  Cette  précaution  est  indispensable  à  prendre 
lorsque  les  plaques  sont  réunies  par  des  boulons  en  cuivre. 

Dans  les  cas  où  les  plaques  sont  soudées  entre  elles  et  où  toutes 
les  connexions  sont  en  plomb,  on  peut  se  contenter  de  mettre  sur 
l'élément  une  plaque  de  verre  légèrement  inclinée  et  sur  laquelle  les 
vésicules  projetées  viennent  se  rassembler  et  retombent  en  gouttes 
dans  rélément. 

Pour  les  éléments  transportables  qui  sont  soumis  à  des  trépi- 
dations ou  à  des  secousses,  il  faut  prendre  des  précautions  assez 
minutieuses  pour  empêcher  le  renversement  de  Tacide. 

On  s'est  quelquefois  contenté  de  placer  un  flotteur  en  bois  sur  la 
surface  du  liquide  ;  mais  actuellement  on  munit  les  bacs  de  cou- 
vercles soit  en  ébonite,  soit  en  celluloïd,  d'après  la  nature  du  bac- 
Dans  le  cas  où  les  connexions  d'élément  à  élément  sont  soudées,  on 
fait  le  couvercle  en  deux  pièces  de  façon  à  pouvoir  l'enlever  et  à  visi- 
ter l'élément  sans  être  obligé  de  dessouder  les  connexions,  opéra- 
tion assez  délicate.  Avec  les  connexions  amovibles,  serrées  par  bou- 
lons, on  préfère  prendre  des  couvercles  en  une  seule  pièce  qui 
assurent  mieux  l'étanchéité  et  peuvent  être  facilement  enlevés 
lorsqu'on  a  retiré  les  connexions. 

Pour  avoir  une  étanchéité  parfaite,  on  dispose  souvent^une  feuille 
de  caoutchouc  formant  joint  entre  le  bac  et  son  couvercle,  ou  bien 
encore,  tout  autour  du  couvercle  portant  un  rebord  à  cet  effet,  on 
coule  une  substance  isolante  et  inattaquable,  telle  que  l'arcanson  ou 
la  solution  de  celluloïd,  s'il  s'agit  d'un  couvercle  en  celluloïd. 

Les  couvercles  doivent  laisser  passer  les  prises  de  courant  ;  aussi 
sont-ils  munis  de  deux  ouvertures,  que  traversent  ces  prises  entou- 
rées d*une  bague  de  caoutchouc  formant  joint. 

En  outre,  les  couvercles  possèdent  au  milieu  une  troisième  ouver- 
ture, qui  sert  au  remplissage  et  à  la  visite  du  liquide.  Cet  orifice 
est  obturé,  en  temps  ordinaire,  par  un  bouchon  de  caoutchouc  muni 
d'un  trou  central  qui  permet  le  dégagement  des  gaz. 

On  rend  l'élément  presque  absolument  hermétique  en  disposant 
dans  ce  trou  une  petite  pièce  en  verre,  terminée  à  sa  partie  inférieure 


MONTAGE  DES  ACCUMULATEURS  537 

par  une  ampoule  percée  de  très  petits  trous  qui  ne  permettent  que  le 
passage  des  gaz,  et  s'opposent  à  celui  du  liquide. 

Gonnexions  des  plaques  entre  elles.  —  Les  plaques  de  même  pola- 
rité doivent  être  reliées  électriquement  entre  elles. 

Le  plus  généralement,  cette  liaison  se  fait  à  la  partie  supérieure 
des  queues  que  portent,  les  plaques.  Nous  verrons  cependant  dans 
les  monographies  quelques  cas  où  les  électrodes  d'une  certaine  pola- 
rité étant  reliées  à  la  partie  supérieure,  les  électrodes  de  polarité 
inverse  sont  reliées  à  la  partie  inférieure. 

Théoriquement,  on  doit  obtenir  ainsi  une  répartition  plus  uni- 
forme du  courant;  mais  cela  oblige  à  munir  la  connexion  inférieure 
d'une  prise  de  courant  qui,  devant  remonter  à  la  partie  supérieure 
du  bac,  augmente  le  poids  et  Tcncombrement,  ainsi  que  les  dangers 
de  courts-circuits  intérieurs. 

Il  y  a  deux  modes  principaux  de  liaison  des  plaques  entre  elles  :  la 
soudure  et  le  boulonnage. 

Dans  le  procédé  par  soudure,  il  ne  peut  être  question  que  de  la 
soudure  autogène,  les  autres  soudures,  celles  à  Tétain  par  exemple, 
étant  attaquables  à  Tacide.  La  soudure  autogène  s'obtient  soit  à 
l'aide  du  chalumeau  à  l'hydrogène,  soit  électriquement. 

Le  premier  procédé  exige  un  outillage  assez  compliqué.  Il  faut 
disposer  en  efTet  d'un  appareil  à  hydrogène  et  d'un  réservoir  d'air 
sous  faible  pression.  L'appareil  à  hydrogène,  semblable  à  ceux  utili- 
sés pour  la  confection  des  soudures  des  chambres  de  plomb,  se  com- 
pose d'un  gazomètre  renfermant  de  la  grenaille  de  zinc,  qui  repose 
sur  une  grille.  A  la  partie  supérieure  se  trouve  un  réservoir  d'acide 
sulfurique  ;  cet  acide  peut  descendre  par  une  tubulure  débouchant  au- 
dessous  delà  grille.  Le  gazomètre  est  muni  d'un  tube  de  dégagement 
d'hydrogène  portant  un  robinet.  Dans  ces  conditions,  la  production 
d'hydrogène  est  automatique,  puisque,  lorsqu'on  ouvre  le  robinet  de 
dégagement  d'hydrogène,  la  pression  diminuant  dans  le.  gazomètre, 
l'acide  sulfurique  descend  et  vient  en  contact  avec  le  zinc,  d'où  pro- 
duction d'une  nouvelle  quantité  de  gaz  qui  tend  à  maintenir  constante 
la  pression.  Inversement,  lorsqu'on  ferme  complètement  le  robinet, 
la  pression  de  l'hydrogène  dans  le  gazomètre  augmente,  de  sorte  que 
Tacide  sulfurique  est  refoulé  dans  le  réservoir  supérieur,  et  l'attaque 
du  zinc  s'arrête.  L'appareil  est  construit  entièrement  en  plomb  ;  il 
est  bon  de  laver  l'hydrogène  à  sa  sortie  en  le  faisant  barboter  dans 
un  compartiment  renfermant  de  l'eau. 


538  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Le  second  appareil,  destiné  à  produire  rair  à  faible  pression,  peut 
consister  en  un  soufflet  de  forge  ordinaire.  Plus  simplement  on  peu^ 
prendre  une  cloche  à  air  munie  d'un  robinet,  disposée  et  guidée 
verticalemen-t  dans  une  cuve  d'eau,  et  chargée  à  Taide  de  poids. 

Lorsque  tout  Tair  de  la  cloche  a  été  consommé,  il  suffit  de  remon- 
ter cette  cloche  en  ouvrant  le  robinet  de  façon  à  permettre  la  rentrée 
de  Tair  extérieur. 

Les  deux  gaz,  hydrogène  et  air,  sont  conduits  au  chalumeau  à 
Taide  de  tuyaux  de  caoutchouc.  L'arrivée  de  ces  deux  gaz  est  réglée 
par  deux  robinets,  de  sorte  que  le  soudeur  peut  donner  à  sa  flamme 
plus  ou  moins  de  longueur  ou  de  volume.  Le  bec  du  chalumeau  est 
rattaché  à  la  partie  qui  porte  les  robinets  par  un  tube  de  caoutchouc. 

L'ouvrier  soudeur,  tenant  à  la  main^  le  bec  du  chalumeau,  dirige  le 
dard  sur  les  parties  à  souder,  qui  sont  ici  les  queues  des  plaques  et 
une  barrette  en  plomb  de  section  et  de  profil  déterminés,  qui  doit  les 
réunir.  Afin  de  ne  pas  diminuer  l'épaisseur  du  métal  à  l'endroit  de  la 
soudure,  l'ouvrier  tient  dans  son  autre  main  une  baguette  de  plomb 
dont  il  fait  fondre  l'extrémité,  qui  tombe  en  gouttes  sur  les  parties 
déjà  réunies. 

Au  lieu  do  relier  les  queues  de  plaques  à  une  barrette  de  plomb 
fabriquée  préalablement,  on  évite  souvent  les  difficultés  de  la  sou^ 
dure  autogène  en  disposant  les  queues  des  plaques  dans  une  forme 
spéciale,  dans  laquelle  on  coule  à  la  cuiller  du  plomb  très  chaud. 
Les  queues  des  plaques  éprouvent  un  commencement  de  fusion  et 
«e  soudent  ainsi  au  plomb  qui  constitue  la  barrette. 

Depuis  quelques  années,  on  a  très  souvent  remplacé  la  soudure 
autogène  au  chalumeau  par  la  soudure  électrique,  du  moins  lorsqu'il 
s'agil  d'éléments  qui  ne  sont  pas  trop  gros. 

Ce  procédé,  qui  donne  de  très  bons  résultats,  jouit  d'une  grande 
simplicité  et  ne  demande  comme  outillage  qu'un  fer  à  souder  cons- 
titué d'une  pièce  métallique  munie  d'un  manche  et  amenant  le  cou- 
rant à  un  crayon  de  charbon.  La  pièce  à  souder  est  reliée  au  pôle 
positif  d'une  batterie  de  4  ou  5  éléments  pendant  que  le  crayon 
de  charbon  est  relié  au  pôle  négatif.  Il  suffit  de  promener  la  pointe 
du  crayon  sur  la  pièce  à  souder  pour  faire  fondre  le  plomb .  En 
quelques  secondes,  la  soudure  est  faite  ;  l'intensité  du  courant  néces- 
saire est  d'environ  30  à  40  ampères. 

On  peut  éviter  les  soudures  enproc3dant  comme  HarryM.  Muhle\ 

1.  Brevet  américain  668295,  du  22  octobre  1900;  —  Éclairage  électrique, 
t.  XXVIII,  p.  32. 


MONTAGE  DES  ACCUMULATEUIIS 


539 


qui  coule,  découpe  ou  estampe  en  une  seule  pièce  les  plaques 
de  même  polarité  et  la  connexion.  On  obtient  ainsi  par  exemple  un 
ensemble  représenté  par  la  figure  220.  En  courbant  ces  différentes 
pièces,  on  constitue  le  bloc  de  plaques  tel  que  l'indique  la  figure  221. 
Cette  disposition  ne  peut  d'ailleurs  être  appliquée  que  pour  les 
petits  éléments. 

Le  procédé  qui  consiste  à  réunir  lés   différentes  plaques  par  des 
boulons  et  des  écrous  présente  sur  le  procédé  par  soudure  le  grand 


Fio.  220  et  221. 


Mode  de  connexion  des  électrodes. 


avantage  de  rendre  le  montage  et  le  démontage  d'un  élément  beau- 
coup plus  simples.  Cet  avantage  est  encore  accru  lorsque  les 
queues  des  plaques  sont  disposées  de  telle  sorte  (Voir  la  description 
des  accumulateurs  T.  E.  M.)  que  chaque  plaque  peut  être  rendue 
indépendante,  ce  qui  facilite  beaucoup  les  opérations  d'entretien. 

Les  boulons  employés  doivent  être  aussi  conducteurs  et  aussi 
inattaquables  que  possible.  Ils  sont  munis  d^écrous  et  de  rondelles 
au  nombre  de  deux  par  plaque. 

Le  plus  souvent  les  boulons  sont  en  laiton  ;  mais  il  faut  éviter  soi- 
gneusement dans  ce  cas  les  projections  acides.  On  a  utilisé  quelque- 
fois les  boulons  en  plomb  antimonieux  ;  ceux-ci  sont  inattaquables, 
mais  ont  l'inconvénient  de  n'être  pasassezrésistants  mécaniquement. 
L'aluminium  a  été  également  proposé,  mais  il  est  trop  attaquable  par 
l'acide  sulfurique. 

Outre  les  connexions  des  plaques,  les  éléments  portent  à  chaque 
pôle  des  prises  de  courant  que  nous  examinerons  avec  les  con- 
nexions d'élément  à  élément  dans  l'étude  du  montage  des  batteries . 


CHAPITRE  V 
MONOGRAPHIE  DES  AGGDMUUTEDRS  AU  PLOMB 


Acoumulateurs  T.  E.  M.  de  la  Société  anonyme  pour  le  Travail  élec- 
trique des  métaux.  —  1®  Plaques,  —  Les  trois  types  principaux  : 
Faure,  Planté  et  mixte,  se  trouvent  ici. 

a)  Plaques  GENRE  Faure.  — Les  premières  plaques  construites  par 
cette  Société  (vers  1888)  étaient  des  plaques  à  pastilles  de  chlorure 
de  plomb  fondu  ^.  On  fondait  un  mélange  de  chlorure  de  plomb  et 
de  chlorure  de  zinc  puis  on  coulait  ce  mélange  dans  des  moules 
appropriés.  Les  pastilles  ainsi  obtenues  étaient  disposées  ensuite 
dans  un  moule  à  plaquent  on  laissait  entre  elles  et  autour  d'elles  les 
intervalles  qui  devaient  correspondre  aux  largeurs  de  plomb  des 
nervures,  d'une  part,  et  du  cadre,  d'autre  part. 

L'addition  de  chlorure  de  zinc  au  chlorure  de  plomb  permettait 
d'abaisser  la  température  de  fusion  et,  après  la  formation,  d'aug- 
menter la  porosité  de  la  matière  active  par  suite  de  l'élimination  du 
chlorure  de  zinc  soluble. 

Après  fabrication  des  plaques,  celles-ci  étaient  soumises  à  Topé- 
ration  de  la  réduction.  A  cet  effet,  les  plaques  étaient  mises  en  con- 
tact avec  des  plaques  de  zinc  dans  des  cuves  renfermant  soit  de 
Teau,  soit  du  chlorure  de  zinc  provenant  d'une  précédente  opération. 
Dans  le  premier  cas  le  chlorure  de  zinc  des  pastilles  se  dissolvait 
et  suffisait  à  amorcer  la  réaction. 

Nous  avons  étudié  dans  la  technique  générale  les  réactions  qui  se 
produisent  dans  ce  cas,  le  chlorure  de  plomb  se  transformant  en 
plomb  spongieux  et  le  zinc  se  dissolvant  en  chlorure  de  zinc. 

Après  la  réduction,  les  plaques  étaient  soumises  au  dégorgement. 

1.  Brevet  Laurent  Célyet  brevets  de  la  Société. 


/ 


U 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


541 


Par  celte  opération,  les  plaques  lavées  méthodiquement  à  Feau  et  à 
Tacide  sulfurique  étendu,  successivement,  étaient  débarrassées  des 
dernières  traces  de  chlore  et  de  zinc. 

Les  plaques  négatives  étaient  ainsi  terminées;  le  plomb  spon- 
gieux constituant  la  matière  active  était  d'une  porosité  absolument 
remarquable  ;  c*est  ainsi  que  sa  densité  apparente  était  voisine  de  3 
et  que,  même  sous  une  épaisseur  de  8  à  10  millimètres,  il  se  laissait 
traverser  par  Taiguille  avec  une  grande  facilité. 


-(£ 


à 


J3<S\c^ 


DDDDDa 
DDDDDr 
DDDDr 


b 


FiG.  222  et  223.  —  Plaque  T.  E.  M.  à  pastilles. 


Pour  obtenir  les  positives,  on  faisait  subir  à  ces  plaques  la  peroxy- 
dation  telle  que  nous  Tavons  indiquée  (p.  383)  dans  la  première 
partie. 

Actuellement,  la  Société  construit  encore  ces  plaques,  mais  prin- 
cipalement comme  négatives,  les  positives  à  pastilles  n'étant  plus 
employées  que  dans  quelques  cas  seulement. 

Les  figures  222  et  223  montrent  une  des  form.es  données  à  la 
plaque  à  pastihes  ;  la  figure  224  est  une  coupe  agrandie  de  la  plaque, 
montrant  les  détails  respectifs  de  la  pastille  et  du  plomb  qui  la 
sertit.  Dans  les  rainures  des  pastilles  et  au  croisement  de  quelques- 


542 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


unes  de  ces  rainures  on  ménage  un  trou  cylindrique  qui,  pendant  la 
coulée  du  plomb  se  remplit  de  ce  métal  et  forme  ainsi  un  petit  rivet 
qui  vient  réunir  les  deux  côtés  du  quadrillage  de  la  plaque,  assurant 
ainsi  une  plus  grande  solidité  mécanique.  La  figure  225  se  rapporte 
à  une  autre  forme  de  pastille  pour  plaque  légère  ;  les  pastilles  sont, 
comme  on  le  voit,  munies  de  perforations. 


Fio.  224. 
Coupe  agrandie. 


FiG.  225. 
Plaque  T.  E.  M.  légère,  à  pastilles. 


En  augmentant  ou  diminuant  Tépaisseur  des  plaques  et  en  faisant 
varier  la  proportion  de  matière  active  par  rapport  à  la  masse  totale 
dé  la  plaque,  entre  50  et  27  0/0,  on  obtient  des  capacités  spéci- 
fiques plus  ou  moins  élevées,  à  volonté. 

Le  type  Faure  est  encore  représenté  par  la  plaque  à  augels 
appliquée  aux  positives  à  poste  fixe  lorsqu'on  recherche  une  grande 
solidité  et  une  longue  durée.  Cette  plaque  est  constituée  d'un  qua- 
drillage à  âme  munie  de  chaque  côté  d'augets  inclinés  (Voir /?^.  227) 
et  assez  rapprochés.  La  figure  226  donne  une  vue  de  la  plaque  en  élé- 
vation. On  y  remarque  à  la  partie  supérieure  deux  talons  de  suspen- 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


543 


FiG.  226.  —  Positive  T.  E.  M.  à  augets.  Fig.  221.  —  Coupe  nf,'randie. 


FiG.  228. 
Plaque  T.  E.  M.  à  grille. 


Fio.  229. 
Plaque  T.  E.  M.  à  grande  surface. 


544  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

sion  qui  sont  venus  de  coulée.  Selon  les  cas,  Tun  ou  Tautre  de  ces 
talons  est  utilisé  et  le  talon  inutile  est  coupé. 

Le  quadrillage  coulé  sous  pression  en  plomb  antimonieux  non  for- 
mable  est  empâté  par  un  procédé  spécial  qui  assure  à  la  matière  une 
grande  adhérence  au  support.  Ce  quadrillage,  par  sa  constitution, 
dure  très  longtemps  sans  présenter  de  déformations  et  peut  être 
réempàlé  un  grand  nombre  de  fois.  En  faisant  varier  l'épaisseur  du 
plomb,  on  obtient  des  plaques  de  capacité  spécifique  plus  ou  moins 
grande.  En  même  temps,  le  rapport  entre  la  masse  de  matière  active 
et  celle  de  la  plaque  terminée  varie  de  22  à  15  0/0  environ. 

C'est  encore  au  type  Faure  qu'appartient  la  plaque  T.  E.M.  à 
grille  créée  surtout  en  vue  de  Tobtention  des  grandes  capacités  spé- 
cifiques. Le  quadrillage,  en  plomb  antimonieux,  est  obtenu  par 
coulée  et  présente  la  forme  indiquée  parla  figure  228.  Il  est  excessi- 
vement léger  et  empâté  de  matière  active.  On  verra  plus  loin  quelles 
capacités  peuvent  être  obtenues  avec  ce  genre  de  plaques.  Le  rapport 
entre  la  masse  de  matière  active  et  celle  de  la  plaque  empâtée  est 
de  64  0/0  environ. 

b)  Plaques  genre  Plaxté.  —  La  figure  229  se  rapporte  aune  plaque 
T.  E.  M.  genre  Planté.  Cette  plaque  est  formée  par  la  superposition 
d'un  grand  nombre  de  rubans  de  plomb  doux  ondulés  d'épaisseur 
et  de  largeur  variable  avec  la  capacité  spécifique  et  la  durée  que  l'on 
désire  (pour  les  plaques  de  traction,  l'épaisseur  est  0'°™,5  et  la  largeur 
8  millimètres  environ).  Ces  rubans  sont  enfilés  sur  deux  tiges  en 
plomb  soudées  sur  les  rubans  extrêmes.  Au  passage  de  ces 
tiges  ainsi  qu'aux  extrémités,  les  rubans  sont  renforcés  de  façon  à 
maintenir  l'écarlement  convenable  entre  eux.  Sur  les  côtés  latéraux 
les  rubans  sont  noyés  dans  une  nervure  en  plomb  coulé  plus  épaisse 
du  côté  qui  porte  la  queue  de  prise  du  courant. 

Le  rapport  entre  la  surface  totale  active  et  la  surface  apparente  de 
la  plaque  peut  être  varié  à  volonté  ;  avec  les  dimensions  ci-dessus  on . 
obtient  un  rapport  de  6  à  7. 

c)  Plaques  mixtes.  —  La  Société  pour  le  Travail  électrique  des 
métaux  construit  comme  positives  de  ce  genre,  soit  des  plaques  à 
augels  dont  le  quadrillage  est  en  plomb  doux  et  que  l'on  empâte  de 
matière  active,  soit  encore  des  plaques  à  âme  munies  de  fines  ner- 
vures verticales  très  rapprochées  et  de  nervures  horizontales  de 
renforcement  plus  épaisses  et  plus  écartées  ;  ces  plaques  sont  égale- 
ment empâtées. 

Dans  les  deux  cas,  la  surface  du  plomb  et  la  surface  et  la  masse 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


545 


de  matière  active  empâtée  sont  calculées  de  telle  façon  quela  capacité 
de  la  plaque  reste  constante  malgré  la  chute  de  matière  active  « 

2**  Eléments.  —  La  Société  fabrique  des  éléments  pour  toutes  appli- 
cations. 

a)  Éléments  a  poste  fixe.  —  Les  plaques  positives  sont  du  type  à 
augets  ou  encore  du  type  mixte  \  les  négatives  sont  à  pastilles.  Dans 
le  cas  de  petits  éléments  pour  installations  particulières  on]  emploie 


FiG.  230.  —  Élément  T.  E.  M.  à  poste  fixe. 

des  bacs  en  verre  ;  les  gros  éléments  de  station  centrale  ont  des 
bacs  en  bois  doublé  de  plomb. 

Les  plaques  reposent,  soit  sur  des  dalles  en  verre,  soit  sur  les 
bords  du  bac,  par  des  crochets  venus  de  fonte  à  la  partie  supérieure 
des  plaques.  Dans  le  premier  cas,  les  dalles  doivent  être  mainte- 
nues parallèles  aux  parois  des  bacs  en  haut  au  moyen  d'agrafes 
isolantes,  en  bas  au  moyen  de  semelles  sur  lesquelles  s'appuie  la 
partie  inférieure  des  dalles;  ces  semelles  sont  en  caoutchouc  pour 
les  bacs  en  verre  et  en  plomb  pour  les  bacs  en  bois  plombé. 

L'écartement  des  plaques  est  obtenu  à  Taide  de  tubes  de  verre 
maintenus  verticalement  par  deux  lames  de  verre  encadrant  chaque 
rangée  de  tubes  et  placées  sur  la  partie  supérieure  des  plaques  ;  ces 
deux  lames  sont  réunies  par  des  petits  cavaliers  en  plomb  à  cheval 
sur  elles  et  qui  empêchent  leur  déplacement. 

La  figure  230  indique  d'ailleurs  ces  détails  de  montage  pour  un  élé- 
ment à  17  plaques  type  C  montées  dans  un  bac  en  verre. 

35 


546                                    LES  ACCUMULATEURS  ÉLBCTRJQUES 

Le  tableau  suivant  résume  les  valeurs  caractéristiques  de  deux 
types  de  ce  genre  d'éléments. 

Petit  élément  Gros  élément 

Nature  du  bac verre  bois  doublé 

de  plomb 
Dimensions  d*encombrement  de  l'élé- 
ment, en  millimètres  : 

Longueur 310  570 

Largeur 270  480 

Hauteur. 380  710 

Nombre  de  plaques 6  positives  8  positives 

et  7.  négatives  et  9  négatives 
Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Hauteur 210  410 

Largeur 210  410 

Epaisseur 8  (+)  et  6{— )  8  (+)  et  6  (— ) 

Poids  approximatifs,  en  kilogrammes  : 

Positives 18,9  100 

Négatives 1 1,9  58 

Poids  total  d'électrodes 30,8  158 

—          de  Télément 60  321 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  diffé- 
rents régimes  ; 
Eléments  à  décharge  lente  : 

10  heures.  240  1.280 

6  heures.  216  1.152 

3  heures.  180  960 
Eléments  à  décharge  rapide  : 

2  heures.  168  896 

1  heure..  132  704 

Oh.  5....  90  480 

Intensité  normale  de  charge,  en  amp.. .  24  128 


Ces  éléments  sont  employés  dans  toutes  les  applications  à  poste 
fixe  :  installations  particulières,  stations  centrales,  batteries-tam- 
pons, etc. 

b)  Éléments  de  traction.  —  Pour  les  applications  à  la  traction 
des  tramways,  on  fait  usage  de  plaques  positives  du  type  mixte  et  de 
négatives  à  pastilles,  s'il  s'agit  de  charge  rapide  comme  on  le  verra 
dans  le^  applications.  Les  bacs  sont  alors  en  ébonite  et  les  plaques-, 
suspendues  à  Tintérieur,  sont  reliées  entre  elles  par  soudure. 

Dans  toutes  les  autres  applications  à  la  traction  pour  lesquelles 
on  a  besoin  d'une  capacité  spécifique  plus  élevée  (éléments  pour 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


Ul 


accumobiles,  par  exemple),  on  choisit  un  dès  trois  types  dont  les 
valeurs  caractéristiques  sont  données  par  le  tableau  suivant: 

Nature  des  plaques  : 

Positives genre  Planté         à  pastilles  à  grille 

Négatives à  pastilles  à  pastilles  à  grille 

Dimensions  extérieures 
d'encombrement,  en 
millimètres  : 

Longueur 137  126  137 

Largeur ^  149  192  163 

Hauteur 295 

Hauteur  du  bac. , . .  265  270  265 

Nombre  de  plaques. 6  positives  9  positives  9  positives 

et  7  négatives     et  10  négatives    et  10  négatives 
Dimensions  des  plaques, 
en  millimètres  : 

Hauteur 205  •      210  208 

Largeur 124  '  ilO  124 

Épaisseur 8  (+)  et  4  (— )      5  (+)  et  4  (— )     3,5  (-f  et  — ) 

Poids  des   plaques  posi- 
tives, en  kilogrammes.  7,02  5,89  5,22 
Poids  des  plaques  néga- 
tives, en  kilogrammes.              3,85                       5,20  5,30 
Poids  total  d'électrodes, 

en  kilogrammes 10,87  11,09  10,52 

Poids  total  d'élément,  en 

kilogrammes 16,11  16,92  16,70 

Capacité,  en  amp.-b.,  aux 
différents  régimes: 

8  heures 138  217    -  262 

6      —      131  200  246 

4      —     120  179  •-      '221 

2      —      100  .143 


Dans  tous  ces  éléments,  les  bacs  employés  sont  en  ébonite  ;  des 
tasseaux  spéciaux  placés  au  fond  du  bac  supportent  les  plaques  qui 
sont  isolées  entre  elles  par  des  séparateurs  en  ébônite.  Les  plaques 
de  même  polarité  sont  reliées  entre  elles  par  soudure  à  une  bar- 
rette en  plomb  portant  les  deux  prises  de  courant  également  en 
plomb  ;  un  couvercl  e  double  assure  la  fermeture  de  Télément.;  ce 
couvercle  laisse  passer  seulement  les  deux  tiges  de  prise  de  courant 
et  possède  au  milieu  un  trou  obturé  par  un  bouchon  de  caoutchouc 
muni  d'une  petite  ampoule  en  verre  qui  ne  laisse  partir  que  les  gaz. 


548 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


La  figure  331  montre  les  détails  de  montage.  Ici  les  connexions  en 
clinquant  très  souples  sont  serrées  par  boulonnage  sur  les  prises  de 

courant;  dans  d^autres 
cas  les  connexions  sont 
en  plomb  ou  en  câble 
en  cuivre  sous  plomb  et 
soudées  sur  les  tétons 
de  prise  de  courant. 

c)  Eléments  transpor- 
tables DIVERS.  —  Pour 
les  applications  diverses  : 
éclairage  des  trains,  des 
voitures,des  navires,etc., 
il  est  fait  usage  de  posi- 
tives mixtes  et  négatives 
à  pastilles  ou  de  positives 
et  négatives  à  grille,  sui- 
vant les  cas.  Le  montage 
est  le  même  que  dans 
les  cas  précédents  avec 
quelques  variantes  né- 
cessitées par  les  diiïé- 
rents  besoins  ;  c'est  ainsi 
que  les  éléments  peuvent 
être  fermés  hermétiquement.  Les  plaques  positives  sont,  pour  cer- 
taines applications,  enveloppées  d'une  toile  d'amiante  spéciale 
qui  retient  la  matière  active  et  procure  ainsi  une  plus  longue 
durée. 

Le  tableau  ci-dessous  montre  quelles  sont  les  constantes  de  deux 
types  employés  pour  Téclairage  des  trains. 


Fic^  231.—  Élément  T.  E.  M.  pour  automobiles. 


Nature  des  plaques  : 

Positives 

Négatives 

Nombre  de  plaques 

Dimensions  extérieures  du  bac, 
en  millimètres  : 

Hauteur 

Longueur 

Largeur 


mixtes  à  augets 

à  pastilles 

6  positives 

et  7  négatives 


313 
183 
131 


à  grille 

à  grille 

7  positives 

et  8  négatives 


313 
183 
131 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  549 

Dimensions  des  plaques,  en  milli- 
mètres : 

Hauteur 210  207 

Largeur 110  118 

Épaisseur 7  {+)  et  6  (-— )         6  (+ et —) 

Poids  total  d'électrodes,  en  kilogr.  14,21  13,74 

—         d'élément         —  21,28  20,81 

Capacité,  en  ampères-heures  aux 
différents  régimes  : 

20  heures 136  228 

10      —     126  198 

Pour  les  petits  éléments,  tels  que  ceux  employés  pour  Tallumage 
des  moteurs  de  voitures  automobiles,  on  emploie  soit  les  plaques  à 
pastilles,  soit  les  plaques  à  grille  mince.  Le  montage  se  fait  alors 
dans  un  bac  de  celluloïd  ;  les  plaques  sont  suspendues  par  des  cro- 
chets qui  reposent  sur  des  épaulements  que  possèdent  les  parois 
intérieures  du  bac.  Un  couvercle  en  celluloïd  rend  Télément  étanche. 
Le  liquide  peut  être  immobilisé. 

Les  caractéristiques  de  ces  éléments  sont  données  ci-dessous  : 

Nature  des  plaques à  pastilles 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  milli- 
mètres : 

Hauteur 193 

Longueur 67 

Largeur 127 

Nombre  dé  plaques 3  positives  et  4  négatives 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Hauteur 135 

Largeur 112 

Épaisseur 5  (+)  et  4  (— ) 

Poids  des  plaques  positives,  en  kilogr .  1,29 

—  —       négatives,        —    1,36 

—  total  d'électrodes,  en  kilogr 2,65 

—  total  de  l'élément,       —         3,90 

Capacité,  en  ampères-heures 58 

Les  figures  232, 233  et  234  représentent,  d'après  Forest  et  Noalhat, 
un  élément  type  T.  E.  M.  employé  sur  les  sous-marins.  Les  plaques 
sont  montées  dans  un  bac  en  ébonite  qui  est  placé  dans  une  caisse 
en  chêne  recouverte  d'un  vernis  spécial. 

Les  positives  sont  enveloppées  d'un  tissu  d'amiante  inattaquable 
à  l'acide  et  qui,  s'opposant  à  la  chute  de  matière  active,  empêche  la 


550 


LES  AOCUMULA.TEURS  ÉLECTRIQUES 


î 


■|i 


1 


J- 


i 


I  I 

I I 
1! 


Ji 


FiG.  232,  233  et  234.  —  Élément  T.  E.  M.  pour  bateaux. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  551 

formation  des  coarts-circuits  et  augmente  là  durée.  Les  séparateurs 
sont  constitués  par  des  quadrillages  en  ébonite  permettant  la  libre 
circulation  de  Télectrolyte  et  le  dégagement  facile  des  gaz. 

L'ensemble  des  électrodes  est  supporté  par  des  tasseaux  en  ébonite 
posés  sur  le  fond  du  bac.  Des  ferrures  qui  entourent  la  caisse  en 
bois  consolident  celle-ci  et  permettent  de  soulever  les  éléments. 

Elles  contribuent  en  même  temps  à  assurer  la  fermeture  étanche 
du  couvercle  ainsi  que  le  montrent  les  figures.  Les  plaques  de  même 
polarité  sont  ici  réunies  entre  elles  par  un  boulon.  ' 

Acoumalateurs  Tador  (Société  française  de  rAocumolateur  Tador). 
—  i<^  Plaques,  —  En  1892,  la  Société  construisait  des  plaques  posi- 
tives du  type  mixte.  Chaque  plaque  compor- 
tait un  certain  nombre  de  plaques  unitaires 
soudées  dans  un  cadre»  comme  on  le  voit 
sur  la  figure  238.  Les  plaques  unitaires,  en 
nombre  variable  avec  la  capacité  désirée, 
avaient     comme     dimensions    :    hauteur, 
141)  millimètres  ;  largeur,  135  millimètres  ;        ancienne  plaque  Tudor. 
épaisseur,  13'"',5.  Elles  étaient  constituées 

par  un  quadrillage  coulé  en  plomb  doux,  muni  de  nervures  hori- 
zontales fines  et  rapprochées  et  de  nervures  verticales  plus  espa- 
cées ;  la  figure  235  montre  la  coupe  d*une  de  ces  plaques. 

Ces  plaques,  d*abord  soumises  à  une  formation  Planté,  étaient 
ensuite  garnies  de  matière  active,  de  sorte  qu'elles  fonctionnaient 
comme  des  plaques  du  type  mixte.  Une  plaque  unitaire  pesait 
1.740  grammes  vide  et  2.050  grammes  après  empàtage.  Les  capa- 
cités d'une  telle  plaque  étaient  les  suivantes  : 

Durée  de  la  dicharf^e  Intensité  Capacité 

en  heures  en  ampères  en  ampéres-heures 

3  6,0  18,0 

6  3,7  22,2 

10  2,5  25,0 

Actuellement,  les  positives  sont  du  type  Planté;  la  forme  dû  qua- 
drillage coulé  en  plomb  doux  est  sensiblement  la  même  que  dans 
le  cas  précédent,  mais  il  n'y  a  plus  de  plaques  unitaires,  toutes  les 
plaques  des  différentes  grandeurs  étant  coulées  d'une  seule  pièce. 
De  plus,  les  quadrillages  ne  sont  plu$  empâtés,  mais  soumis  unique- 
ment à  la  formation  Planté.  .      .      /   . 


552 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


La  figure  ^6  représente  une  plaque  de  ce  type  rendue  aussi  légère 
que  possible  en  vue  des  applications  à  la  traction.  La  plaque,  qui  a 


FiG.  236.  —  Positive  Tudor  de  traction, 
ici  180  millimètres  de  hauteur,  160  millimètres  de  largeur  et  8  mil- 


FiG.  237.  —  Négative  Tudor. 

limètres  d'épaisseur,  possède  140  fines    nervures  horizontales   et 
17  nervures  verticales,  dont  2  un  peu  plus  épaisses  que  les  autres 


Monographie  des  accumulateurs 


553 


pour  assurer  une  meilleure  répartition  du  courant.  Son  poids  est  de 
1*«,8.  La  surface  totale  apparente  de  la  plaque  étant  5'*"^,8,  sa  sur- 
face totale  active  est  de  45  décimètres  carrés,  ce  qui  correspond  à 
un  développement  de  surface  de  : 


12- 
5,8 


=  7,76» 


Les  plaques  négatives  sont  du  type  Faure.  Elles  sont  constituées 
par  une  grille  en  plomb  antimonieux  ayant  la  forme  indiquée  par  la 


FiG.  238.  —  Ancien  montage  d'élément  Tudor  à  poste  fixe. 

figure  237.  La  plaque,  de  dimensions  :  hauteur,  180  millimètres  ; 
largeur,  160  millimètres;  épaisseur,  5  millimètres,  comporte  ici 
environ  900  alvéoles  de  3  millimètres  de  hauteur  et  10  millimètres  de 
largeur,  répartis  en  seize  rangées  verticales.  Elle  pèse  1^',16,  dont 
0''«,3  de  grille  et  0*^,86  de  matière  active  empâtée  à  base  de  minium 
et  de  litharge. 

2*  Éléments.  — Les  éléments  Tudor  sont  surtout  employés  dans  les 
applications  à  poste  fixe.  On  en  fait  aussi  des  éléments  transpor- 
tables dans  les  cas  où  on  n^exige  pas  une  grande  légèreté. 

a)  Éléments  a  postk  fixe.  —  Les  éléments  composés  d'électrodes 
positives  à  plaques  unitaires  (type  1892)  étaient  montés  comme  l'in- 
dique  la  ligure  238.  Le  bac  est  en  bois  plombé  ;  chaque  électrode 


5r*fr  LES  ACCIMCLATEURS  ÉLECTBIQUE^ 

repose  par  toate  sa  tranche  inférieare  sar  ane  lame  de  Terre  disposée 
sar  champ  dans  le  prolongement  de  la  plaque  et  maintenue  Tertica- 
lement  dans  un  châssis  à  rainures.  Des  tubes  retenus  entre  les  plaques 
et  en  leur  milieu  maintiennent  Técartement  de  celles-ci.  Les  plaques 
sont  réunies  entre  elles  par  de  grosses  barrettes  en  plomb  auxquelles 
elles  sont  soudées  à  la  soudure  autogène. 

Actuellement,  le  montage  est  un  peu  différent.  Les  plaques,  tou- 
jours isolées  entre  elles  à  l'aide  de  tubes  de  verre,  sont  supportées 
par  des  dalles  en  Terre  sur  lesquelles  elles  reposent  par  des  épaule- 
menu  qu'elles  portent  à  leurs  extrémités  supérieures.  Ces  dalles 
sont  disposées  contre  les  parois  Terticales  du  bac. 

Le  tableau  sutTant  indique  les  constantes  relatives  à  deux  élé- 
ments à  poste  fixe,  l'un  monté  dans  un  bac  en  Terre  et  Tautre  dans 
un  bac  en  bois  plombé. 


Nature  du  bac 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en 
millimètres  : 

Longueur 

Largeur 

Hauteur 

Encombrement  total,  y  compris  iso- 
lateurs et  intervalles  entre  2  bacs, 
en  millimètres  : 

Longueur 

Largeur 

Hauteur 

Poids  approximatif  de  Télément  sans 
acide  avec  connexions  et  emballage, 

en  kilogrammes 79  306 

Poids  de  Teau  acidulée  de  densité  1,18, 

en  kilogrammes 20,1  89,7 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  dif- 
férents r<'^gimes  : 
Eléments  à  décharge  lente  : 

10  heures. 

7Vi 

5  heures. 
3       — 
Éléments  à  décharge  rapide  : 

■     3  heures. 
2       

1       — 
Intensité    maxima  de   charge,   en   am- 
pères : 

Décharges  lentes 

Décharges  rapides 


TfPe 

^réiteot 

M.  4  et  AM 

4 

R.    10 

et    AR.    10 

verre 

bois  plombé 

242 

412 

219 

600 

460 

575 

262 

450 

255 

606 

535 

700 

240 

1.200 

220 

i.lOO 

200 

i.OOO 

180 

900 

168 

840 

144 

720 

120 

600 

40 

200 

60 

300 

MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  555 

Ces  éléments  se  rapportent  aux  batteries  d'éclairage  ou  aux  batte- 
ries de  secours.  Pour  les  batteries-tampons,  les  plaques  sont  un  pe  u 
plus  rapprochées  de  façon  à  diminuer  la  résistance  intérieure. 

b)  Eléments  de  traction  bt  éléments  transportables.  —  Les 
plaques  des  types  représentés  en  figures  236  et  237  sont  montées 
dans  des  bacs  en  ébonite  portant  des  saillies  sur  les  faces  externes, 
de  façon  à  assurer  des  intervalles  suffisants  entre  eux. 

Pour  le  montage,  les  négatives  sont  soudées  entre  elles  et  forment 
bloc.  A  cet  effet,  elles  portent  à  chaque  angle  supérieur  {fîg,  237)  des 
projections  rectangulaires  sur  lesquelles  on  soude  latéralement  les 
barres  de  connexion.  A  la  partie  inférieure,  les  négatives  possèdent 
deux  autres  projections  latérales  sur  lesquelles  sont  soudées  deux 
lames  de  plomb  qui  servent  de  pieds  au  bloc  et  reposent  sur  deux 
tasseaux  en  ébonite  fixés  au  fond  du  bac. 

Dans  ce  bloc  négatif,  on  intercale  les  positives  qui  sont  suspen- 
dues à  Taide  de  deux  baguettes  cylindriques  en  ébonite  que  Ton 
introduit  dans  les  œillets  {fig,  236)  des  positives  et  qui  reposent  dans 
les  échancrures  correspondantes  (fig.  237)  des  négatives. 

Les  plaques  positives  qui  possèdent  une  queue  de  prise  de  courant 
en  leur  milieu  sont  également  réunies  entre  elles  par  soudure.  A  leurs 
angles  inférieurs  se  trouve  une  échancrure  rectangulaire  qui  a  pour 
but  d'empêcher  le  contact  des  positives  avec  les  bandes  qui  réunissent 
les  négatives  dans  le  bas.  ^ 

L'isolement  des  plaques  entre  elles  est  assuré  par  des  tubes  de 
verre  retenus  en  place  par  les  saillies  que  portent  les  quadrillages 
négatifs  et  qu'on  remarque  sur  la  figure  237. 

Le  tableau  suivant  indique  les  constantes  d'un  élémentde  ce  typed'une 
capacité  de  120  ampères-heures  au  régime  de  cinq  heures,  d'après  les 
résultats  du  Concours  d'Accumulateurs  de  l'Autotnobile-Club  en  1898. 

Nombre  de  plaques 5  positives  et  6  négatives 

Dimensions  des  plaques,  en  mm.  : 

Hauteur 180 

largeur i60 

Épaisseur 8  (-t-)  et  5  (  —  ) 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  mm.  : 

Hauteur 275 

Longueur 185 

Largeur 155 

Poids  des  électrodes,  en  kilogrammes  : 

Positives 9  » 

Négatives 6,96 

Total 15,96 


556  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Poids  d'acide  de  densité  1,2,  en  kilogrammes.  3  » 

Poids  total  de  Télément,  en  kilogrammes. . .  21,5 
Capacité,  en  ampères-heures,  au  régime  de 

5  heures 120 

Pour  les  accumulateurs  d'allumage,  les  bacs  sont  en  celluloïd. 
Voici  quelques  constantes  relatives  à  un  élément  de  ce  type  : 

Tvpede 

Dimensions  extérieures  de  l'élément,  en  millimètres  :  b  3 

Hauteur  (bornes  comprises) 165 

Longueur 86 

Largeur 118 

Capacité,  en  ampères-heures 60 

Intensité  maxima  de  charge,  en  ampères 15 

Accumulateurs  Hajert  de  la  Compagnie  française  des  Aocumiila- 
teurs  électrique8«  Union  ». —  1*  Plaques. —  a)  Plaqub  positive. —  Ce 
qui  caractérise  cet  accumulateur,  c'est  surtout  la  construction  de  la 
plaque  positive. 

Cette  plaque  est  du  type  Planté  et  est  fabriquée  en  plomb  pur 
laminé.  Comme  forme,  elle  tient  de  la  plaque  Tudor  et  est  comme 
elle  constituée  d'une  âme  munie  de  chaque  côté  de  nervures  perpen- 
diculaires. Mais,  dans  le  but  d'augmenter  la  surface  active,  le  nombre 
et  la  finesse  des  nervures  ont  été  considérablement  augmentés.  C'est 
ainsi  que  pour  le  type  à  décharge  de  une  heure  à  trois  heures,  les 
nervures  ont0'"™,6  de  largeur  et  5™'",5  de  profondeur,  et  entre  chaque 
nervure  il  n'y  a  que  0"",4  d'intervalle.  La  plaque  présente  alors 
l'aspect  lamelle  delà  partie  inférieure  dune  tête  dechampignon,ainsi 
que  le  montre  la  figure  239.  La  figure  240  donne  une  coupe 
agrandie  de  la  plaque;  on  voit  que  les  nervures  actives  ont  sensi- 
blement même  section  à  la  base  et  à  la  surface. 

Pour  les  décharges  de  un  quart  d'heure  à  une  heure,  les  nervures 
sont  encore  plus  rapprochées  et  plus  fines,  ainsi  qu'il  résulte  du 
tableau  comparatif  suivant  *  : 

Décharge  Déehar^ 

en  1 /4  à  1  h.      en  1  à  3  h. 

Nombre  de  nervures  par  centimètre 15  10 

Profondeur  des  nei-vures,  en  millimètres 4,5  5,5 

Epaisseur  de  Tûme  de  la  plaque,  en  millimètres —  1  1 

Epaisseur  totale  de  la  plaque,  en  millimètres 10  12 

Développement  de  surface 14,25  12 

Poids  par  décimètre  carré  de  plaque,  en  grammes.  660  780 

1.  Eleklrofechn.  Zeilschr.,  t.  XX,  p.  183;  9  novembre  1899. 


MONOCfRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


On  a  appelé  ici  le  développement  de  surface  le  rapport  entre  la 
surface  totale  active  et  la  surface  apparente  de  la  plaque  obtenue  par 
le  produit  de  sa  hauteur  par  sa  largeur. 


FiG,  239.  ~  Plaque  positive  Union. 
Pour  Tobtention  de  cette  plaque,  un  procédé  de  fabrication  spécial 


Fio.  240.  —  Coupe  agrandie  de  la  positive  Union. 

était  nécessaire,  car  le  procédé  par  coulée  ne  permet  guère  de  dépas- 
ser 8  ou  9  comme  développement  de  surface. 

Le  D'  Majert  façonne  sa  plaque  mécaniquement  ;  il  [prend Jpour 


558 


J.ES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES' 


FiG.  241.—  Outil  taillant  une  plaque. 


cela  une  plaque  en  plomb  doux  laminé  qu'un  outil  spécial  en  acier 
vient  attaquer  obliquement;  il  se  détache  ainsi  par  un  déplacement 

relatif  de  Toutil  et  de  la 
plaque  un  copeau  mince  qui 
adhère  à  Tâme  par  sa  base. 
Par  suite  de  sa  forme,  l'ou- 
til, continuant  sa  course 
dans  la  rainure  ainsi  créée, 
relève  perpendiculairement 
le  copeau  détaché,  ainsi 
qu'onlevoitsurlafigure24i. 
L'outil  agit  ainsi  à  la  fa- 
çon d'une  charrue  ;  en  le  fai- 
sant avancer  d'une  quantité 
correspondante^  à  l'inter- 
valle de  deux  lamelles,  on 
obtient  des  sillons  très  ré- 
guliers et  d'une  grande  finesse.  Ce  qui  distingue  les  plaques  ainsi 
fabriquées  des  plaques  coulées,  c'est  le  parallélisme  des  deux  côtés 
de  la  lamelle,  qui  ne  s'obtient  pas  dans  la  méthode  par  coulée  où  on 
est  obligé  de  donner  à  la  nervure  une  forme  conique  pour  faciliter 
le  démoulage^.  • 

La  machine  Majert-Berg  employée  au  travail  des  positives  est  une 
sorte  d'étau  limeur  {fig,  242).  L'outil  est  mobile  et  son  axe  est  per- 
pendiculaire au  plan  de  la  plaque.  Tout  à  côté  de  lui  se  meut  un  petit 
galet  d'acier  qui  vient  exercer  sur  la  plaque  une  pression  réglable 
afin  de  rendre  rigoureusement  plane  la  partie  à  travailler;  on  évite 
ainsi  les  déchirures  du  métal. 

Le  plateau  qui  supporte  la  plaque  peut  être  soumis  à  trois  mouve- 
ments différents:  il  peut  être  déplacé  verticalement,  de  façon  à  faire 
varier  à  volonté  la  profondeur  du  sillon  ;  il  peut  tourner  dans  un  plan 
horizontal,  ce  qui  a  pour  but  de  faire  varier  l'inclinaison  des  sillons 
par  rapport  aux  bords  de  la  plaque.  Un  troisième  mouvement  alter- 
natif et  automatique,  perpendiculaire  au  déplacement  de  l'outil, 
fait  avancer  le  plateau  après  chaque  course  de  l'outil  de  la  longueur 
correspondante  à  l'intervalle  de  deux  sillons. 

Lorsqu'un  côté  de  la  plaque  est  terminé,  on  retourne  celle-ci  pour 


1.  En  outre,  d'après  les  constructeurs,  le  plomb  serait  ainsi  plus  homogène  et; 
en  service,  se  peroxyderait  plus  régulièrement. 


MONOGRAPHIE  DES  AœUMULATEURS 


559 


travailler  le  deuxième  côté,  et  Toutil  est  réglé  de  telle  façon  que,  dans 
le  taillage,  les  sillons  laissent  intacte  la  partie  centrale  de  la  plaque  ; 
il  en  résulte  une  âme  de  1  à  2  millimètres  qui  assure  à  La  plaque  une 
certaine  rigidité.  Dans  letaillage  des  plaques,  on  laisse  un  rebord  de 
chaque  côté,  ce  rebord  étant  placé  d^^un  côlé  §ur  une  des  faces,  et  de 
Tautre  côté  sur  l'autre  face. 


Fio.  242.  —  Machine  Majert-Berg  à  tailler  les  plaques. 


Au  début,  les  sillons  étaient  inclinés  et  faisaient  avec  le  bord  hori- 
zontal delà  plaque  un  angle  de  70^;  de  plus,  les  sillons  d'un  côté 
croisaient  ceux  de  Tautre  côté  de  façon  à  augmenter  la  rigidité  de  la 
plaque.  Pour  les  nouveaux  types  de  plaques,  ce  croisement  a  été  aban- 
donné et  des  deux  côtés  les  sillons  sont  tracés  horizontalement. 

Les  machines  sont  fabriquées  en  différentes  grandeurs.  Pour  des 
plaques  ayant  jusqu'à  9**"^  =  3**"  x  S**",  l'outil  peut  faire  90  courses, 
aller  et  retour,  par  minute. 

D'après  les  constructeurs,  il  suffit  ainside  253  secondes  pour  tailler 
les  380  lamelles  sur  un  côté  d'une  plaque  type  A5  de  5'^'"*,3  de  surface 
de  base,  soit  en  chiffres  ronds  500  secondes  pour  les  deux  côtés;  en 


560  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

y  comprenant  le  temps  de  mise  en  place,  on  arrive  à  un  temps  total 
de  10  minâtes  par  plaque.  Par  journée  de  travail  de  10  heures,  une 
machine  pourrait  ainsi  fabriquer  60  plaques  de  ce  type.  Comme 
un  ouvrier  peut  conduire  deux  machines,  la  production  devient 
1^  plaques  par  ouvrier  et  par  jour,  c[ui  est  comparable  à  celle  obte- 
nue par  coulée. 


Fio.  243.  —  Plaque  négative  Union. 

b)  Plaque  négative. — La  plaque  négative  employée  ici  est  du  type 
Faure  ;  le  support  est  constitué  par  une  grille  qui  présente  deux 
formes  différentes,  Tune  pour  les  batteries  à  poste  fixe,  l'autre  pour 
les  batteries  transportables. 

La  plaque  du  premier  type,  représentée  en  figure  243,  porte  un 
cadre  et  un  certain  nombre  de  montants  verticaux  qui  sont  reliés 
entre  eux  par  des  nervures  obliques  plates  dont  l'obliquité  se  fait  de 
sens  inverse  d'un  intervalle  à  l'autre.  Ces  nervures  sont,  de  plus, 
inclinées  d'un  côté  de  la  plaque  à  l'autre,  à  la  façon  des  lames  de 
jalousies. 

L'autre  plaque  négative,  représentée  par  la  figure  244,  est  formée 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMUIJVTEURS 


ii61 


de  nervures  horizontales  et  verticales  se  croisant  rectangalairement  ; 
ces  nervures  ont  au  milieu  de  la  plaque  une  épaisseur  plus  forte  qu'à 
la  surface,  ce  qui  donne  aux  pastilles  empâtées  une  forme  de  coin. 
Afin  de  mieux  retenir  ces  pastilles,  la  plaque  ainsi  fabriquée  est 
alors  laminée  de  façon  à  relever  des  deux  côtés  les  nervures  horizon- 
tales. Les  figures  245  et  246,  qui  donnent  les  coupes  de  la  plaque 
avant  et  après  laminage,  montrent  bien  Teffet  de  cette  opéra- 
tion. 

Les  plaques  ainsi  obtenues  sont  empâtées  à  la  façon  ordinaire  ;  le 
mélange  est  ici  constitué  par  de  la  litharge  chimiquement  pure,  de 
Tacide  sulfurique  et  un  liant  spécial. 


iflfiiM^ 


rtfltffltenth 


Fio.  244. 
Autre  type  de  négative  Union. 


FiG.  243  et  246.  —  Coupe  de  la  négative 
avant  et  après  laminage. 


c)  FonMATioN. —  La  formation  des  plaques  se  fait  séparément,  pour 
les  deux  électrodes.  A  cet  effet,  les  positives  d'une  part  et  les  néga- 
tives d'autre  part  sont  montées  en  éléments  en  regard  de  contre- 
électrodes,  puis  chargées.  Cette  double  opération  est  effectuée  en 
vue  de  purifier  les  plaques  et  d'empêcher,  par  exemple,  les  traces 
de  chlore  que  renferme  toujours  la  matière  négative  de  se  rendre  sur 
les  plaques  positives.  Le  liquide  de  formation  de  ces  dernières  est 
de  l'acide  sulfurique  étendu  sans  addition  d'aucun  corps  étranger  ; 
c'est  donc  la  formation  Planté  ordinaire. 

Les  accumulateurs  Majert  ont  été  d'abord  fabriqués  en  Allemagne, 
à  Oberschœneweide,  près  de  Berlin,  par  la  «  Accumulatorenwerk 
Oberspree  Aktiengesellschaft  ». 

Ils  sont  construits  en  France  par  la  Compagnie  française  des  Accu- 
mulateurs électriques  «  Union  ».  Dans  les  machines   spéciales   à 

36 


502 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


tailler  les  positives  qu'emploie  cette  Compagaîe,  c'est   Toutil   qai 
possède  le  déplacement  vertical  qu'on  règle  à  volonté  pour  donner 


^«a. 


/*Zspe 


Fio.  247.  —  Elément  Union. 


au  sillon  la  profondeur  voulue  ;  de  plus,  le  plateau  qui  supporte]  la 
plaque  n'est  plus  mobile  auti)ur  d'un  axe  dans  un  plan  horizontal,  les 


n-  - 


3j:^:^d  ïr^-'^' 


=  6^ 


c  ï 


'Jït^B 


î&wûrt 


FiG.  248.  —  Elément  Union. 


-+  -  +  - 
Fio.  249.  —  Élément  Union. 


lamelles  étant  toutes  taillées  parallèlement  aux  bords  de  la  plaque. 
La  précision  de  ces  machines  permettrait  de  tracer  30  et  35  sillons 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  563 

par  centimètre  et,  par  suite,  d'augmenter  jusqu'à  35  fois  la  surface 
apparente. 

2**  Eléments.  —  Pour  le  montage,  les  plaques  sont  pourvues  de  deux 
queues  recourbées  à  angle  droit  ;  une  de  ces  queues  porte,  en  outre, 
comme  le  montrent  les  figures,  le  talon  qui  doit  être  soudé  à  la  bar- 
rette de  connexion. 

Le  montage  est  eiîectué  dans  des  bacs  en  verre  pour  les  éléments 
dont  la  capacité  ne  dépasse  pas  405  ampères-heures  au  régime  de 
trois  heures.  Les  plaques  reposent  alors  directement  sur  les  bords 
du  bac  en  verre. 

Pour  les  éléments  plus  gros,  les  bacs  sont  en  bois  plombé  et  les 
plaques  reposent  par  leurs  queues  sur  des  dalles  de  verre  dépassant 
le  bac  à  la  partie  supérieure  et  maintenues  en  bas  dans  la  rainure 
d'une  semelle  en  plomb. 

L'écartement  des  plaques  est  assuré  par  des  tubes  de  verre.  Les 
tubes  du  milieu  sont  engagés  dans  une  rainure  creusée  dans  la  ner- 
vure verticale  médiane  des  négatives  ;  ils  reposent  au  fond  sur  une 
semelle  en  plomb  perforée.  Les  tubes  latéraux  sont  soutenus  à  leur 
partie  supérieure  par  des  griffes  placées  sur  les  queues  des  plaques 
positives.  Dans  les  gros  éléments  on  place  quatre  tubes  par  inter- 
valle et  les  deux  tubes  du  milieu  sont  maintenus  verticaux  entre  deux 
tubes  placés  horizontalement  sur  la  partie  supérieure  des  plaques 
et  réunis  par  des  cavaliers  en  plomb. 

L'ensemble  des  plaques  est  serré  par  des  ressorts  en  plomb  anti- 
monieux  qui  s'appuient,  d'une  part,  sur  la  paroi  du  bac,  et,  d'autre 
part,  sur  la  négative  extrême,  par  l'intermédiaire  de  tubes  en 
yerre. 

On  donne  aux  négatives  extrêmes  une  épaisseur  moitié  de  celle  des 
autres. 

Les  éléments  sont  reliés  entre  eux  par  des  barres  de  connexion  en 
plomb  en  forme  de  trapèze  plein  pour  les  petits  éléments  et  de  tra- 
pèze évidé  à  là  partie  inférieure  pour  les  gros.  Les  queues  des 
plaques  sont  reliées  par  soudure  à  cette  barre  de  connexion,  ainsi 
que  le  montrent  les  figures  247,  248,  249,  qui  donnent  en  outre  les 
différents  autres  détails  de  montage.  La  figure  247  est  une  cou^e 
en  élévation  dans  le  sens  des  plaques;  la  figure  248,  une  coupe  trans- 
versale, et  la  figure  249,  une  coupe  en  plan,  d'un  élément  à  cinq 
plaques. 

Voici  quelles  sont  les  principales  valeurs  caractéristiques  de  deux 
types  d'éléments  pour  batteries  stationnaires  : 


564 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Type 

de  réiément 

Nature  du  bac 

4Rg6 

verre 
380 

4R6 

verre 
380 

8Rk15 

bois 
plombé 

640 

8R15 
bois 

Encombrement  dç   Télé- 
ment,  en  millimètres  : 
Hauteur 

plombé 
640 

Largeur 

Longueur 

Nombre  de  plaques 

Poids  approximatif  de  Té- 
lément    emballé,    sans 

275 

281 

4+et5  — 

275 
281 
4-f  et5- 

500 
581 
-     8+et9  — 

500 

581 

84-et9  — 

acide,  en  kilogrammes. 

64 

64 

377 

377 

Volume  d'eau  acidulée  à 

21°  B.,  en  litres 

20 

20 

95 

95 

Capacités   aux    différents 
régimes,    en   ampères- 
heures  : 
10  heures 

240 
220 
200 
180 

168 
144 
120 

1.2i8 

1.144 

1.040 

936 

7,5      —    

5         —    

3         —    

876 

2         —    

752 

1          — 

624 

Intensité  maximu   de 
charge,  en  ampères — 

60 

72 

309 

376 

Les  éléments  Rg  sont  employés  pour  les  décharges  lentes  et  les 
éléments  R  pour  les  décharges  plus  rapides. 

Pour  les  éléments  de  traction  (tramways),  le  montage  est  effectué 
dans  des  bacs  en  ébonite.  Voici  quelles  sont  les  principales  cons- 
tantes d'un  de  ces  éléments  : 

Type  de  réiément 
iA6 


Dimensions  extérieures  de  l'élément,  en  millimètres 

Hauteur 

Largeur 55 

Longueur 270 

Dimensions  des  plaques  positives,  en  millimètres  : 

Hauteur 

Largeur 

Epaisseur 

Poids,  en  kilogrammes,  de  l'élément  sans  acide. . . . 

—  —  de  l'aride  à  21°  B 

—  —  total  de  l'élément 

Capacités,   en  ampères-heures,    aux    différents  ré- 
gimes : 

1  heure 

0\75 

0  ,50 

0  ,25 

Intensité  maxima  de  charge,  en  ampères 


480 


320 
225 

14 

15,474 
2,81 

18,284 


37 
33 
29 
23 

48 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  565 

Dans  ces  éléments,  les  positives  renferment  par  centimètre  8  sillons 
de  5"*", 5  de  profondeur. 

Accumulateurs  Pollak  de  la  Compag^nie  g^énérale  électrique  de 
Nancy. —  i**  Plaques. —  Les  plaques  construites  par  cette  Compagnie 
sont  du  type  mixte  ou  du  type  Planté.  La  fabrication  des  plaques 
mixtes  est  la  suivante  : 

*  Le  plomb  pur,  après  avoir  été  laminé  en  bandes  d'épaisseur  uniforme, 
est  soumis  à  un  deuxième  laminage  qui  a  pour  eiïet  d'augmenter  la 
surface  active  des  plaques  en  y  imprimant  un  relief  composé  d'aspé- 


--./.v.vCv, 


Fio.  250.  Fifî.  S.il. 

Positive  PollalL  à  décharge. lente.  Négative  Poiiak. 

rites  en  forme  de  crochets  recourbés,  tout  en  ménageant  une  âme 
massive  de  i"°",o  d'épaisseur  et  des  nervures  verticales  et  horizontales 
qui  donnent  la  solidité  nécessaire.  On  produit  de  cette  façon  des  rubans 
ou  des  bandes  qui  sont  ensuite  découpés  aux  dimensions  voulues. 
Les  figures  250  et  251  montrent  Taspect  d'un  fragment  de  plaque 
ainsi  obtenu,  la  première  se  rapportant  à  la  positive  à  décharge  lente, 
et  la  deuxième  à  la  négative. 

Après  avoir  décapé  les  plaques,  afin  de  leur  enlever  toute  trace 
d'impureté  provenant  du  laminage,  les  deux  faces  sont  empâtées  de 
carbonate  de  plomb  pur.  Ce  carbonate  est  réduit  en  plomb  spongieux 
par  électrolyse  dans  un  bain  alcalin. 

Les  plaques  négatives  ainsi  garnies  de  plomb  réduit  restent  à  cet 
état;  toutefois  on  les  passe  au  laminoir  afin  d'obtenir  une  épaisseur 
bien  uniforme. 

Quant  aux  positives,  elles  sont  peroxydées  ultérieurement  par  le 
courant. 

Les  plaques  positives,  genre  Planté,  qui  sont  employées  pour  les 
décharges  rapides,  sont  fabriquées  comme  les  précédentes;  mais  elles 
sont  soumises  à  un  laminage  spécial  qui  en  développe  plus  considé- 
rablement la  surface  active,  en  créant  sur  les  deux  côtés  de  la  plaque 


566 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


des  aspérités  beaucoup  plus  nombreuses,  plus  fines  et  plus  profondes 
que  pour  les  plaques  ordinaires. 

Elles  ne  sont  pas  empâtées,  mais  subissent  une  formation  élec- 
troly  tique. 


FiG.  252.  —  Plaque  Pollak. 

Les  queues  de  prise  de  courant  et  de  suspension  sont  soudées  après 
coup  aux  plaques. 

Pour  les  plaques  à  décharge  lente,  le  rapport  entre  la  masse  de 
matière  active  et  celle  de  la  plaque  est  de  29  0/0  pour  les  négatives 
et  22,9  0/0  pour  les  positives. 

La  figure  252  représente  une  plaque  après  empâtage. 

2°  Eléments.  —  a)  Eléments  a  poste  fixe.  —  Pour  les  décharges 
lentes,  on  emploie  les  positives  mixtes  [fig,  250)  et  les  négatives 
{fig,  254).  Peur  les  décharges  rapides,  on  utilise  les  positives  genre 
Planté. 

Afin  de  permettre  la  dilatation  des  plaques  dans  tous  les  sens,  le 
montage  est  fait  de  la  façon  suivante  :  à  chaque  plaque  sont  soudées 
deux  oreilles  [fig,  253  et  255)  dont  Tune  sert  à  relier  la  plaque  et  à  la 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMUIATEURS 


567 


slipporter,  tandis  que  Vautre  ne  sert  qu'à  ce  dernier  usage.  Dans 
chacune  des  deux  oreilles  est  pratiquée  une  mortaise  dans  laquelle 
on  introduit  un  cavalier  en  plomb  muni  de  deux  pointes  qui  viennent 
se  placer  à  Tintérieur  des  tubes  de  verre.  Ceux-ci  supportent  ainsi 
les  plaques,  en  même  temps  qu'ils  les  isolent;  ils  reposent  sur  des 


ùTf 

s               X 

Urt 

II 

'j^pârvTMr 

FiG.  253.  —  I^lénient  Pollak. 


.! 


Fio.  255.  —  Élément  Pollak. 


FiG.  254.  —  Élément  Pollak. 


petites  semelles  en  plomb  à  la  partie  inférieure.  L'ensemble  des 
plaques  est  calé  dans  le  bac  à  Taide  de  ressorts  en  plomb  dur  (/?^.  254 
et  255)  constitués  par  des  lames  à  section  demi-circulaire. 

Pour  les  gros  éléments  dont  les  bacs  sont  en  bois  plombé,  chaque 
électrode  est  composée  de  plusieurs  plaques  unitaires,  deux  ou  quatre^ 
Dans  le  cas  d'électrodes  à  deux  plaques,  le  montage  se  fait  comme 
ci-dessus  et  les  deux  plaques  sont  reliées  par  une  bande  de  plomb  en 
forme  de  demi-cercle  (Voir  fig.  256).  Lorsque  les  électrodes  com- 
portent quatre  plaques,  celles-ci  sont  disposées  symétriquement  des 


568 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


deux  côtés  d'une  bande  prismatique  de  plomb  servant  à  conduire  le 
courant  et  avec  laquelle  elles  sont  reliées  par  un  des  angles  supé- 
rieurs. Elles  sont  suspendues,  d'autre  part,  par  de  forts  appendices 
sur  des  tubes  de  verre  qui  reposent  sur  une  rainure  pratiquée  dans 


Fio.  256.  —  Élément  Pollak.  Fio.  257.  —  Élément  Pollak. 

une  saillie  de  la  paroi  du  récipient  ;  les  plaques  inférieures  appuient 
sur  des  dalles  de  verre.  La  figure  257  représente  schématiquement 
ce  montage. 

Pour  relier  les  plaques  entre  elles  et  pour  faire  les  connexions 
entre  éléments,  on  fait  usage  de  barrettes  de  plomb  de  profil  conve- 
nable et  on  emploie  une  soudure  spéciale  inattaquable  qui  permet 
remploi  d'un  chalumeau  quelconque  ou  d'une  lampe  de  ferblantier. 

Dans  le  tableau  suivant,  nous  avons  résumé  les  principales  carac- 
téristiques relatives  à  deux  éléments  à  poste  fixe. 

Type  de  l'élémpot 
Petit  élément  Gro»  élément 

Type  de  réiément S^  S^ 

Nature  du  bac verre  bois  doublé 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  mil-  de  plomb 

limètres  : 

Hauteur 380  385 

Longueur 205  1 .020 

Largeur 280  340 

.,      ,       j      I  17  positives  29  positives 

Nombre  de  plaques \    ,/    .     ,.  ,  ^,,     ,     ,. 

^    ^  (  et  8  négatives      et  30  négatives 

Dimensions  des  plaques,  enmlUimètres  : 

Hauteur 230  230 

Largeur 230  230 

Épaisseur 7  (+)  et  5  ,  — )  7  \+)  et  5  (— • 

Poids  de  plaques  positives,  en  kilogr. .  21,7  89,9 

—  —      négatives,         —       ..  10,8  env.  69,6  env. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEUKS  569 

Type  de  Télément 
Petit  élément  Gros  élément 

Poids  total   d'électrodes,     en    kilogr. .  38,5  159,5 

—  d'eau  acidulée  à  19*>  B.     —       ..  17  90 

—  total  de  Télément 56  324 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  diffè- 
re nts  régimes  : 

10  heures 225  1 .205 

8    —       213  1.144 

6    —      198  1.080 

4    —      180  984 

3     —       105  909 

Intensité  maxima  de  charge,  eu  anip.. .  40  226 

Pour  les  décharges  rapides,  seul  le  type  de  la  positive  diffère  et  on 
emploie  la  plaque  genre  Planté  au  lieu  de  la  plaque  mixte.  Les  élé- 
ments ont  les  mêmes  constantes  que  les  précédents.  Pour  le  type  R,g 
comparable  à  S,^,  on  a  : 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents  régimes  : 

3  heures 909 

2      —      788 

1      —      621 

Intensité  maxima  de  charge,  en  ampères 405 

b)  Eléments  transpurtablbs.  —  Les  plaques  de  ces  éléments  sont 
les  mêmes  que  précédemment;  on  augmente  leur  capacité  spécifique 
en  diminuant  leur  épaisseur. 

Les  bacs  sont  en  ébonite  pour  les  éléments  de  traction  et  en  cel- 
luloïd pour  les  éléments  d'allumage. 

Les  plaques  reposent  sur  un  tasseau  en  bois  dur  possédant  trois 
nervures  [Voiries  fig.  258  et  259).  Sur  la  nervure  du  milieu  vient  s'ap- 
pliquer un  cavalier  en  plomb  antimonieux  soudé  à  la  partie  inférieure 
des  plaques.  On  évite  ainsi  les  déplacements  latéraux.  Les  plaques 
sont  isolées  entre  elles  par  des  séparateurs  en  ébonite  perforée  munis 
de  nervures  verticales. 

A  la  partie  supérieure  de  chacune  des  plaques  est  soudée  une 
bande  mince  en  plomb.  Ces  bandes  sont  repliées  comme  l'indique  la 
figure  359  et  assemblées  extérieurement  par  un  boulon  en  bronze  sur 
lequel  on  vient  serrer  également  les  connexions  en  câble  souple 
d'élément  à  élément. 

Le  bac  possède  deux  couvercles  en  ébonite  et  Técartement  de  ces 
deux  couvercles  est  maintenu  par  une  lame  mince  en  ébonite  disposée 


570 


LES  ACCUMULATEURS  ELECTRIQUES 


sur  champ  et  formant  ressort  sur  les  parois  du  bac.  Ces  deux  cou- 
vercles, qui  laissent  passer  les  queues  de  connexions,  portent  au  milieu 
une  ouverture  circulaire  pour  le  dégagement  gazeux.  L'ouverture 


Fio.  258  et  259.  —  Élément  transportable  Pollak. 


supérieure  est  munie  d'un  bouchon  en  caoutchouc  percé  d'un  trou. 
Nous  donnons  ci-dessous  les  constantes  relatives  à  un  élément  de 
ce  type  utilisé  pour  la  traction  ou  pour  l'éclairage  des  trains. 

Tj^M  de  réltimeot 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  milli- 
mètres : 

Hauteur 280 

Longueur 182 

Largeur 90 

Nombre  de  plaques 4  positives  et  5  négatives 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Hauteur 180 

Largeur 180 

Épaisseur 5  (+  et  — ) 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  571 

Type  de  l'élément 

Poids  d'une  plaque  positive,  en  kilogr.  : 

Quadrillage 1 ,40 

Matière  active 0,42 

Poids  d'une  plaque  négative,  en  kilogr.  : 

Quadrillage 1 ,00 

Matière  active 0,40 

Poids  de  plaques  positives,  en  kilogr 7,28 

—  —       négatives,  en  kilogr 5,60  environ 

—  total  d'électrodes,  en  kilogi* 12,88 

—  d'eau  acidulée  à  23«  B.,  en  kilogr. .  2,90 

—  total  de  l'élément,  en  kilogr 16 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents 

régimes  : 

5  heures 80 

4      —     75 

3      —     68 

2      —     60 

1       —     48 

Voici,  d'autre  part,  quelques  chiffres  relatifs  à  un  élément  d  inllam- 
mation  monté  dans  un  bac  en  celluloïd  : 

Type  do  rélémenl 
Ni 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  millimètres  : 

Longueur 80 

Largeur iOO 

Hauteur 1 75 

Poids  de  l'élément  complet  avec  acide  à  21'»  B.,  en  kilogr 2,5 

Capacité,  en  ampères-heures,  au  régime  de  5  heures 40 

Intensité  maxima  du  courant  de  charge,  en  ampères 12 

Ces  accumulateurs  sont  aussi  fabriqués  par  V  «  Accumulatoren- 
Werke  System  Pollak  A.  G.  »,  en  Allemagne,  à  Francfort-sur-Mein, 
et  en  Autriche,  à  Vienne. 

Accumidateiirs  Fulmen  (Société  nouvelle  de  rAcoumulateur  Fulmen). 
—  Les  premiers  accumulateurs  Fulmen  étaient  du  type  Tommasi. 
Chaque  plaque  positive  ou  négative  était  constituée,  comme  le 
montre  la  figure  260,  par  une  grille  en  plomb  antimonieux  placée 
dans  une  enveloppe  en  celluloïd  perforé,  l'espace  intermédiaire  étant 
rempli  de  matière  active. 

La  gaine  était  obtenue  en  repliant  sur  un  mandrin  en  fer  une  feuille 
de  celluloïd  ramollie  par  trempage  dans  Teau  chaude;  on  soudait 
ensuite  les  deux  bords  de  la  feuille  à  Taide  d'une  dissolution  de  cel- 


572 


LES  ACCUMCLATELRS  ÉLECTRIQUES 


luloîd  dans  Tacétone  ou  dans  Tacide  acétique.  I.e  fond  de  la  gaine 
était  en  celluloïd  plein  et  soudé  de  la  même  manière. 

Le  montage  se  faisait  comme  il  est  représenté  en  figure  261  ;  le 
bac  est  en  celluloïd  ou  en  bois  garni  intérieurement  de  celluloïd. 
Entre  les  plaques  sont  placés  des  séparateurs  en  celluloïd. 


Fio.  260.  —  Plaque  TommasL 


FiG.  261.—  Élément  Tommasi. 


Actuellement,  la  Société  Fulmen  fabrique  les  plaques  représentées 
en  figures  262  et  263.  Ces  plaques  sont  spécialement  destinées  aux 
éléments  transportables.  La  figure  262  représente  la  grille  positive. 
Elle  est  formée  par  la  superposition  de  deux  grilles  identiques  dont 
les  nervures  ont  une  section  en  forme  de  trapèze.  Dans  l'assemblage, 
ce  sont  les  petites  bases  des  trapèzes  qui  sont  accolées.  La  grande 
base  du  trapèze  a  environ  3  millimètres. 

Dans  une  plaque  ayant  180  millimètres  de  hauteur  et  100  milli- 
mètres de  largeur,  il  y  a  trente  pastilles  de  matière  active,  perforées 
chacune  de  huit  trous,  et  ayant  comme  dimensions  25"°^, 5  de  hauteur 
et  16"", 5  de  largeur. 

L'épaisseur  de  la  plaque  est  de  4  millimètres.  D'un  poids  total  de 
445  grammes,  cette  plaque  positive  renferme  160  grammes  de  grille 
et  285  grammes  de  matière  active. 

La  plaque  négative  représentée  en  figure  263  a  son  quadrillage 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATKUHS 


""^^^^       Fio.  262.  -  Positive  Fulmen. 


iOIlBBBlBBa 

laiBiB  ""■""" 

IBBBiiBi 

la 


"^o^-X         Fr„.  iC.  -  Ni^gnlive  Fulti 


574  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

constitué  delà  même  façon  que  le  quadrillage  positif,  avec cettedifTé- 
rence  qu'il  n'y  a  pas  de  congé  de  renforcement  aux  points  de  croise- 
ment des  nervures  verticales  et  horizontales.  En  outre,  chacun  des 
trente  alvéoles  de  la  plaque  porte  a  sa  surface  un  quadrillage  très 
léger,  de  0'""',5  d*épaisseur,  qui  divise  ainsi  la  surface  de  chaque  pas- 
tille en  douze  parties  égales.  La  matière  active  possède  également 
des  perforations,  comme  l'indique  la  figure.  La  plaque  négative,  de 
dimensions  180  millimètres  de  hauteur,  100  millimètres  de  largeur 
et  4  millimètres  d'épaisseur,  pèse  440  grammes,  dont  180  grammes 
de  quadrillage  et  260  grammes  de  matière  active. 

Les  éléments  de  traction  (type  B)  sont  montés  avec  bacs  en  ébonite 
unie.  Les  plaques  reposent  sur  des  tasseaux  à  section  trapézoïdale 
dont  la  grande  base  est  en  caoutchouc  dur  et  la  petite  base,  celle  qui 
supporte  les  plaques,  en  caoutchouc  souple. 

L'écartement  des  plaques  est  assuré  par  des  séparateurs  en  ébonite 
ondulée  et  perforée.  Le  bac  est  fermé  par  un  couvercle  en  ébonite 
percé  de  deux  trous  qui  laissent  passer  les  queues  de  prise  de  courant 
et  d'un  troisième  trou  central  fermé  par  un  bouchon  et  qui  sert  au 
remplissage  et  à  l'évacuation  des  gaz. 

Les  éléments  sont  réunis  entre  eux  par  des  lames  de  clinquant,  en 
cuivre  rouge,  qui  sont  serrées  sur  les  queues  de  prise  de  courant  par 
des  boulons  en  cuivre;  ceux-ci  «ont  enduits  de  vaseline  pour  les  pro- 
téger des  projections  acides. 

Le  tableau  suivant  '  donne  les  principales  constantes  d'un  élément 
pour  traction  des  automobiles. 

Type  de 

l'élémeot 

B27 

Nombre  de  plaques  : 

Positives. 13 

Négatives 14 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  millimètres  : 

Longueur 226 

Largeur 113 

Hauteur 2r>0 

Hauteur  totale  d'encombrement,  en  millimètres 285 

Poids  total  de  l'élément,  en  kilogrammes 16,7 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents  régimes  : 

8  heures 229 

4     —     187 

2     —     174 

1.  Éclairage  éledrique,  t.  XXV,  p.  H2  ;  27  octobre  1900. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


575 


Les  éléments  des  séries  A  et  T  qui  conviennent  aux  petites  appli- 
cations possèdent  des  plaques  du  même  type  que  ci-dessus,  mais  de 
dimensions  différentes. 

Ajoutons  que  la  Société  nouvelle  de  Taccumulateur  Fulmen  a 
entrepris  récemment  la  fabrication  des  plaques  d*Arsonval-Vaugeois 
décrites  à  la  page  579. 

Accumulateurs  Blot.  —  La  Compagnie  des  accumulateurs  Blot 
construit  dans  son  usine  de  Boves  des  plaques  à  grande  surface,  la 
positive  et  la  négative  étant  du  même  type. 


Fio.  264. 
Constitution  d'une  navette  Blot. 


Fio.  265. 
Plaque  Blot. 


i^  Plaques, —  Les  plaques  sont  constituées  par  une  série  de  navettes 
composées,  comme  le  montre  la  figure  264,  d'une  âme  aa  autour  de 
laquelle  sont  enroulés  deux  rubans  de  plomb  pur  ayant  environ 
Qmm  5  d'épaisseur;  Tun  de  ces  rubans  D  est  gaufré  et  ondulé,  Tautre  C 
est  gaufré  seulement.  L'ondulation  a  pour  but  d'empêcher  les  surfaces 
actives  de  se  masquer.  Les  âmes  des  navettes  sont  en  plomb  antimo- 
nieux  et  soudées,  comme  le  montre  la  figure  265,  à  un  cadre  également 
en  plomb  antimonieux.  La  plaque  représentée  ici  est  du  type  demi- 


576  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIOUES 

unitaire,  elle  a  comme  dimensions  :  hauteur,  225  millimètres  (queue 
non  comprise  ;  largeur,  131  millimètres  (crochets  non  compris  ; 
épaisseur,  10  millimètres,  [.a  surface  totale  active  de  cette  plaque 
est  50  décimètres  carrés  f]e  plomb  ayant  0"",5  d'épaisseur). 

Son  poids  est  de  1.500  grammes  environ.  La  plaque  comporte 


l'iG.  200.  —  Plaque  Blot  à  navettes  horizontales. 


quatre  demi-navettes,  les  navettes  étant  sciées  par  leur  milieu  après 
Tenroulement  des  rubans.  Les  soudures  S  sont  en  plomb  antimonieux, 
elles  maintiennent  les  âmes  des  navettes  sur  le  cadre  MNOP;  les 
soudures  S\  également  en  plomb  antimonieux,  assurent  la  répartition 
du  courant  sur  tous  les  rubans. 

Afin  de  permettre  la  libre  dilatation  des  navettes,  on  ménage  un 
intervalle  entre  elles,  ainsi  qu'entre  leur  extrémité  inférieure  et  le 
cadre  ;  une  traverse  S*' maintient  les  navettes  dans  le  plan  de  la  plaque. 

Dans  les  plaques  négatives,  lorsque  la  navette  est  sciée,  on  enlève 
l'âme  qui  n'est  pas  nécessaire  dans  ce  cas. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


577 


Pour  les  plaques  positives  de  traction,  afin  de  diminuer  le  poids, 
on  enlève  également  Tàme  de  la  navette  et  on  dispose  les  navettes 
horizontalement  dans  le  cadre.  En  outre,  on  supprime  la  traverse 
inférieure  S""  de  la  figure  265.  La  figure  266  montre  la  disposition 
employée,  les  navettes  ayant  ici  105  millimètres  de  longueur  et  une 
surface  active  de  5  décimètres  carrés  chacune. 


Fio.  267.  —  Cadre  de  montage. 

2<>  Éléments.  —  Le  montage  des  éléments  à  poste  fixe  se  fait  soit 
avec  bacs  en  verre,  soit  avec  bacs  en  bois  plombé.  Les  plaques  sont 
suspendues  par  leurs  crochets 
supérieurs  à  Taide  d*un  double 
cadre  ce  en  plomb  antimonieux 
[fig,  267)  dont  les  deux  parties 
sont  maintenues  à  Técartement 
désiré  par  deux  tiges  de 
plomb  t  filetées,  fixées  par  les 
boutons  b,  A  leurs  extrémités 
inférieures,  ces  deux  cadres 
portent  des  encoches  e  dans 
lesquelles  on  introduit  des 
lames  de  verre  v.  C'est  sur 
ces  lames  que  viennent  repo- 
ser les  plaques  par  leurs  cro- 
chets supérieurs.  Le  support 
ainsi  constitué  repose  direc- 
tement sur  les  bords  du  bac, 
ainsi  qu'il  est  représenté  en  figure  268.  L'écartement  des  plaques 
est  assuré  au  moyen  de  tubes  de  verre  qui  sont  maintenus  en  haut 
par  deux  petites  lames  de  verre  posées  sur  les  cadres  des  plaques. 

Les  plaques  de  même  polarité  sont  reliées  entre  elles  par  soudure 
autogène  des  queues  de  plaques  à  une  barrette  en  plomb  antimonieux. 

37 


Fio.  268.  —  Élément  Blot. 


578 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Pour  les  gros  éléments,  le  montage,  avec  bacs  en  bois  plombé,  est 
différent.  Les  plaques  reposent  ici  directement  par  leurs  crochets 
supérieurs  sur  des  dalles  de  verre  légèrement  inclinées  et  qui  sont 
maintenues  à  leur  partie  inférieure  dans  la  rainure  de  semelles  en 
plomb  posées  sur  le  fond  du  bac. 

Le  tableau  suivant^  donne  quelques  constantes  relatives  à  ces  élé- 
ments. 

Typ«  de  réiément 


B8 

Nombre  et  type  de  plaques 9  plaques 

type 
unitaire  (U) 

Nature  du  bac verre 

Dimensions    d'encombrement  de  Téié- 
ment,  en  millimètres  : 

Longueur 280 

Largeur 350 

Hauteur 420 

Poids,  en  kilogrammes  : 

Des  plaques 30,6 

De  Tacide  à  26»  B 26,3 

De  réiément  complet 69,6 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  diffé- 
rents régimes  : 

10  heures ^ 224 

8      —     218 

5      —     .- 200 

3      — 168 

1       —     90 

0,5  —     56 

Intensité  de  charge,  en  ampères 24,6 


C18 

21  plaques 
type  double 
unitaire  (2U) 
bois  plombé 


570 
'  530 


128,1 

130 

322,2 


.120 
.090 
.000 

840 

450 

280 

123,2 


Dans  les  éléments  de  traction,  les  plaques  reposent  directement 
sur  un  cadre  en  éhonite,  placé  au  fond  du  bac.  Pour  maintenir  Técar- 
tement  entre  les  plaques,  on  fait  usage  de  séparateurs  en  ébonite 
perforée  et  ondulée^ 

Le  bac  est  en  ébonite  et  porte  extérieurement  des  nervures  sur  ses 
faces  latérales.  Un  couvercle  en  ébonite  entre  à  frottement  dur  dans 
le  bac  ;  ce  couvercle  est  percé  de  trois  trous,  dont  deux  pour  les  con- 
nexions et  un  pour  le  dégagement  des  gaz.  Les  plaques  de  même 
polarité  sont  soudées  à  une  barrette  en  plomb. 

La   Société  de   TAccumulateur  Blot  et  celle  de  TAccumulateur 


1.    Éclairage  électrique,  t.  XXV,  p.  142  ;  21  octobre  1900. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  579 

Fulmen  ont  construit,  il  y  a  quelques  années,  des  éléments  mixtes 
Blot-Fulmen  dans  lesquels  les  positives  sont  de  la  première  Société 
et  les  négatives  de  la  seconde  (Voir  p.  572).  Dans  ces  éléments,  pro* 
posés  pour  la  traction,  le  montage  est  le  même  que  celui  des  éléments 
Blot  transportables.  Les  éléments  sont  réunis  entre  eux  par  des 
lames  de  clinquant  serrées  sur  les  queues  de  connexion  par  des 
boulons.  Ces  pièces  sont  vaselinées  après  montage  afm  de  retarder 
leur  attaque. 

Nous  avons  réuni  ci-dessous  quelques  caractéristiques  d'un  de  ces 
éléments. 

Type 
CI5 

Nombre  de  plaques 15 

Dimensions  extérieures  : 

Longueur 171 

Largeur 137 

Hauteur  (connexions  comprises) 320 

Hauteur 280 

Poids  total  de  Télément,  en  kilogrammes 17,7 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents  régimes  : 

8  heures 168 

4     —     154 

2     — 126 


Les  6gures269,  270  et  271  représentent,  d'après  Forest  et  Noalhat, 
un  élément  Blot  pour  sous-marin.  Les  plaques,  supportées  par  des 
tasseaux  en  ébonite,  sont  réunies  par  une  barrette  portant  les  prises 
de  courant  qui  seules  traversent  le  couvercle.  Toutes  les  autres  dis- 
positions sont  semblables  à  celles  de  l'élément  T.  E.  M.,  décrit 
page  549. 

La  Compagnie  des  Accumulateurs  Blot  fabrique  depuis  1901  des 
plaques  à  grande  surface,  d'après  le  procédé  d'Arsonval  et  Vaugeoîs^ 

Ce  procédé  consiste  à  employer  du  plomb  convenablement  chauffé, 
sans  toutefois  l'amener  à  son  point  de  fusion,  et,  à  l'aide  d'une  pres- 
sion élevée  (pouvant  atteindre  2.000  kilogrammes  par  centimètre 
carré),  à  la  forcer  à  passer  dans  des  filières  spéciales  composées,  en 
principe,  de  deux  peignes  dont  les  dents  sont  en  regard.  Chaque 
peigne  est  constitué  soit  par  des  lamelles  minces  enfilées  sur  une 
tige  et  espacées  par  interposition  de  lamelles  plus  petites,  soit  par 

1.  Brevet  français  306638,  du  29  mars  1901. 


580 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


FiG.  269,  270  et  271.  —  Élément  Blot  pour  sous-marin. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


581 


des  vis  à  filet  profond  triangulaire  ou  carré.  La  figure  272  représente 
'  la  disposition  adoptée  ;  la  figure  273  est  une  coupe  par  AB,  a  est  le 
cadre;  h  sont  des  lamelles  minces  en  acier  ou  autre  métal  qu'on 
enfile  sur  les  tiges  e.  Des  lamelles  plus  petites  d  maintiennent  Fécar- 
tement.  Le  serrage  est  obtenu  à  Taide  des  joues  e  et  g^  de  la  cale  f 
et  de  la  vis  de  serrage  h. 

Avec  ce  dispositif,  on  obtient  des  plaques  ayant  le  profil  donné 
par  la  figure  274. 


JUUUUL 

iniM 
vwvw 


Fio.  272,  273,  274  et  275.  —  Filière  et  profils  de  plaques  d'Arsonval  et  Vaugeois. 

Un  autre  système  de  filière  comprend  deux  pas  de  vis  en 
regard.  Avec  le  pas  triangulaire,  on  obtient  le  profil  représenté  en 
figure  275. 

La  presse  employée  produit  un  long  ruban  sans  fin  ayant  le  profil 
désiré.  Ce  ruban  est  découpé  en  morceaux  qui  sont  soudés  ensuite 
dans  Içs  cadres  de  forme  appropriée,  par  la  soudure  électrique. 
En  général,  les  bandes  sont  disposées  horizontalement  et  le  côté 
opposé  à  la  soudure  est  libre  pour  ne  pas  gêner  rallongement.  Dans 
le  même  but,  entre  deux  bandes,  on  ménage  un  intervalle,  dans  le 
sens  vertical. 


Aocumulateurs  Bœse.  —  Accumulateurs  Dinin.  —  La  plaque  Bœse 
est  une  plaque  à  oxydes  rapportés,  du  type  à  cadre.  Elle  est  cons- 
tituée, comme  le  montre  la  figure  276,  d'une  pastille  de  matière  active 
entourée  d*un  cadre  rectangulaire  qui  sert  de  conducteur. 


582 


LES  ACCUMULATEURS  ELECTRIQUES 


Ce  qui  caractérise  principalement  la  plaque,  c'est  le  procédé  de 
fabrication  de  la  matière  active.  D'après  le  brevet  Bœse,  qui  date 
de  i89i,  on  part  du  minium  pour  les  positives  et  d'un  mélange  de 


#:•  ■ 

m 

FiG.  276.  —  Plaque  Bœse-Dinin.      Fie.  277.  —  Plaque  Bœse-Dinin  à  poste  fixe. 

minium  et  de  litharge  pour  les  négatives.  On  en  fait  une  pâte  avec  de 

Talcool  contenant   certains   carbures   d'hydrogène,    notamment  de 

Tanthracène,  carbures  obtenus 
dans  la  distillation  du  goudron 
de  houille.  La  pâte  ainsi  prépa- 
rée est  moulée  dans  les  cadres, 
puis  perforée  d'une  grande  quan- 
tité de  petits  trous  destines  à 
faciliter  le  dégagement  des  gaz. 
Les  plaques  sont  séchées  dans 
une  étuve,  puis  plongées  dans  un 
bain  d'acide  sulfurique  étendu. 

La  figure  276  se  rapporte  à  une 
plaque  pour  élément  transpor- 
table; cette  plaque  a  comme  di- 
mensions iOO  X  140  millimètres 
et  une  épaisseur  de8  millimètres; 
elle  pèse  700  grammes. 
La  figure  277  montre  une  plaque  d'élément  à  poste  fixe  composée 

de  quatre  plaques  unitaires  1(30  X  110  millimètres  réunies  dans  un 

cadre  commun. 

Ces  plaques  sont  fabriquées  à  Paris,  Berlin,  All-Damm,  Munich 

et  Vienne  (Autriche^ 


Fio.  278.  —  Elément  Dinin. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  583 

A  Paris,  la  fabrique  d*accumulateurs  A.  Dinia  construit  trois 
types  principaux,  tous  destinés  aux  applications  transportables  : 
i*  avec  positives  et  négatives  à  grande  pastille,  système  Bœse  ; 
2**  avec  positives  Bœse  et  négatives  à  grille  ;  3*  avec  positives  et 
négatives  à  grille. 

Le  premier  type  présente  la  plus  grande  capacité  aux  régimes  lents 
et  offre  le  moins  d*actions  locales.  Les  pastilles  des  plaques  sont  de 
dimensions  moindres  que  celles  des  premières  plaques  Bœse  ci- 
dessus  décrites.  Elles  ont,  en  général,  35  à  40  centimètres  carré  de 
surface. 

Le  tableau  suivant  indique  d'ailleurs  les  principales  constantes  rel  a- 
tives  à  un  élément  de  ce  type  employé  pour  Téclairage  des  trains.  Le 
bac  est  en  celluloïd  de  l'"'",5  d'épaisseur.  Les  plaques  sont  suspendues 
et  maintenues  à  Fécartoment  voulu  par  des  crémaillères  en  celluloïd 
soudées  aux  parois  du  bac.  La  figure  278  représente  un  élément 
ainsi  monté. 

Type 

de  Télément 

D5  8  y  Blême  Bœse 

Dimensions  extérieures  du  bac  en  celluloïd,  en  millimètres  : 

Hauteur 200 

Longueur 413 

Largeur i78 

Nombre  de  plaques  : 

Positives 5 

Négatives 6 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Hauteur 140 

Largeur 100 

Épaisseur  des  positives '. 8 

Épaisseur  des  négatives 6 

Poids,  en  kilogrammes: 

Bac  et  couvercle 0,352 

Plaques  positives 3,150 

Plaques  négatives : 3,030 

2  barrettes  de  connexion  et  bornes 0,510 

Bouchons  de  caoutchouc 0,042 

Acide  sulfurique  à  28**  B.  (2.000  centimètres  cubes) 2,482 

Total 9,566 

Capacité,  en  ampères-heures,  aux  différents  régimes: 

25  heures 125 

14      —     100 

5        —      70 


5g4  I-ES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Dans  le  deuxième  type,  spécialement  créé  pour  Tallnmage  des 
moteurs  de  voitures  automobiles,  on  a  conservé  les  positives  Bœse, 
mais  on  a  remplacé  les  négatives  par  des  plaques  à  grille,  les  grandes 
pastilles  des  plaques  Bœse  ne  résistant  pas  aux  fortes  trépida- 
tions. 

Le  tableau  suivant  indique  les  caractéristiques  les  plus  impor- 
tantes d*un  élément  d'inflammation  type  C,  monté  dans  un  bac  en 
celluloïd  de  1"",5  d'épaisseur. 

Tjpe  de  l'^éarat 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  millimètres: 

Hauteur 182 

Longueur 113 

Largeur 82 

Nombre  de  plaques  : 

Positives  Bœse 3 

Négatives  à  grille 4 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Hauteur 140 

Largeur 100 

Épaisseur  des  positives 6 

Épaisseur  des  négatives 4 

Poids,  en  kilogrammes  : 

Bac  et  couvercle 0,200 

Plaques  positives 1 ,500 

Plaques  négatives 1,400 

2  barrettes  de  connexion  et  bornes 0,130 

3  bouchons  de  caoutchouc 0,027 

Acide  à  24»  B.  (930  centimètres  cubes) 1,140 

Total 4,397 

Hauteur  totale  de  Téiément  (bornes comprises),  en  millimètres.        220 
Capacité,  en  ampères-heures,  au  régime  de  0,5  ampère 60 

Dans  le  poids  (500  grammes)  des  positives  de  ces  éléments,  le 
cadre  entre  pour  212  grammes.  Les  négatives,  d'un  poids  total  de 
350  grammes,  possèdent  une  grille  pesant  180  grammes. 

Le  troisième  type,  plus  spécialement  destiné  à  la  traction,  renferme 
des  plaques  à  grille  comme  positives  et  comme  négatives.  Ce  sont 
les  seuls  éléments  que  Ton  monte  parfois  avec  bacs  en  ébonite  et 
séparateurs  à  nervures  et  perforés. 

Un  élément  de  traction  type  B,  a  comme  constantes  principales 
les  valeurs  suivantes,  le  bac  étant  en  ébonite  de  3  millimètres  d'épais- 
seur : 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  585 

Type 

de  l'élément 

B7 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  millimètres  : 

Hauteur 250 

Longueur 129 

Largeur 112 

Nombre  de  plaques  : 

Positives  à  grille 7 

Négatives     —     8 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Hauteur 180 

Largeur 100 

Épaisseur  (positives  et  négatives) 4 

Poids,  en  kilogrammes  : 

Bac  et  couvercle » 0,853 

Plaques  positives 3,150 

—      négatives 3,480 

14  séparateurs  en  ébonite  perforée 0,220 

2  barrettes  de  connexion  et  bornes 0,300 

3  bouchons  de  caoutchouc 0,027 

Acide  à  24»  B.  (1 .600  centimètres  cubes) 1,920 

Total 9,950 

Hauteur  de  l'élément  (bornes  comprises),  en  millimètres 290 

Capacité  en  ampères-heures,  aux  différents  régimes  : 

8  heures 80,5 

4  —     73,5 

2      — , 59,5 

La  grille  des  plaques  (la  même  pour  les  positives  et  les  négatives) 
pèse  180  grammes,  alors  que  le  poids  total  de  la  plaque  atteint 
450  grammes  pour  la  positive  et  435  grammes  pour  la  négative. 

En  Allemagne  les  plaques  Bœse  sont  fabriquées  par  Y  «  Accumu- 
latoren-  und  Electricitats-Werke  A.-G.  »  (ancienne  maison  Bœse  et 
C®),  Cette  Société  construit  aussi  des  plaques  à  grande  surface 
(Voir  p.  496)  et  des  plaques  à  grille.  Ces  dernières  *  se  composent» 
de  petites  pièces  a  dont  la  section  montre  d'un  côté  de  la  plaque  un 
triangle  isocèle  et  deTautre  côté  un  trapèze.  Ces  pièces  sont  rangées 
alternativement  côté  triangle  et  côté  trapèze  dans  le  sens  horizontal 
aussi  bien  que  dans  le  sens  vertical.  Comme  la  partie  triangulaire  est 
plus  longue  que  la  partie  trapézoïdale,  il  en  résulte  que  la  plaque 
présente  Taspect  d'une  grille  ajourée. 


1.  Brevet  allemand  115006,  du  7  mars  1900;  —  addition  au  brevet  allemand 
104243,  du  16  février  1898. 


586  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

C'est  ce  qu'indiquent  nettement  les  figures  ci-contre  :  279  repré  - 
sente  la  plaque  en  élévation  ;  280,  une  coupe  d'après  la  ligne  AB  d  e 
la  figure  279  ;  281  est  une  coupe  suivant  CD  de  la  figure  279  ;  282, 
une  coupe  horizontale  suivant  GH  de  la  figure  279.  Enfin,  la  fi- 
gure 284  offre  une  vue  en  perspective  d'une  partie  de  la  plaque. 

Cette  plaque  est  obtenue  par  coulée,  et  la  figure  285  montre  une 
coupe  verticale  du  moule  en  deux  parties,  employé  ici . 

Acotunulateurs  Phénix  (Société  française  des  Accumulateurs  Phénix 
et  Société  nouvelle  des  AcoumulateursPhénix).  —  La  Société  française 
des  Accumulateurs  Phénix  a  construit  successivement  deux  types 
d'éléments  caractérisés  par  la  disposition  cylindrique  des  élec- 
trodes. 

Dans  le  type  primitif,  une  électrode  élémentaire  est  formée,  comme 
l'indique  la  figure  286,  d'une  tige  en  plomb  antimonieux  ayant 
2  millimètres  de  diamètre  et  70  millimètres  de  hauteur  entre  les 
deux  épaulements  qu'elle  porte  en  haut  et  en  bas.  Cette  tige  est 
recouverte  de  matière  active  et  le  diamètre  du  cylindre  empâté  est 
de  6  millimètres.  L'épaulement  supérieur  a  exactement  ce  diamètre; 
quant  à  Tépaulement  inférieur,  il  est  un  pipu  plus  large  et  il  sert  ainsi 
d'appui  aux  rondelles  d'ébbnite  qui  sont  enfilées  autour  de  la 
matière  active  de  façon  à  recouvrir  complètement  toute  la  hauteur  du 
cylindre  d'empâtage.  Ces  rondelles  ont  environ  0""",1  d'épaisseur  ; 
elles  sont  découpées  dans  un  tube  d'ébonile  ayant  environ  0*",3  de 
largeur  d'anneau. 

Les  électrodes  élémentaires  négatives  sont  identiques  aux  posi- 
tives. 

Avec  ces  électrodes  élémentaires,  on  constitue  des  chapelets  de 
tiges  soudées  les  unes  à  la  suite  des  autres  de  façon  à  obtenir  la 
hauteur  désirée.  Les  différents  chapelets  d'un  élément  sont  montés 
•dans  le  bac  en  alternant  les  deux  pôles  successivement  dans  chaque 
sens.  Tous  les  chapelets  positifs  sont  ensuite  réunis  en  quantité  par 
soudure  à  une  plaque  en  plomb  antimonieux  disposée  horizontale- 
ment à  la  partie  supérieure,  pendant  que  les  chapelets  négatifs  sont 
soudés  à  une  plaque  semblable  placée  un  peu  au-dessous  de  la  pre- 
mière. Cette  plaque  négative  est,  en  outre,  percée  de  trous  pour 
le  passage  des  tiges  positives. 

L'ensemble  des  électrodes  est  d'ailleurs  maintenu  par  deux  pla- 
quettes en  ébonite  percées  de  trous  pour  laisser  passer  les  tiges,  et 
dont  l'une  est  placée  à  la   partie  supérieure,  tandis  que  l'autre  se 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


587 


FiG.  28().  —  Electrode  élémentaire  Phénix. 


588  LES  ACCUMULATEURS  ÉI^CTRIQUES 

trouvée  la  partie  inférieure.  Des  grains   de  soudure  à  rextrémité 
inférieure  de  chaque  tige  maintiennent  les  électrodes  en  place. 

La  figure  S87  montre  la  disposition  du  montage.  L'élément  repré- 
senté ici  est  un  élément  pour  automobiles,  monté  avec  bac  enébonite. 
Les  prises  de  courant  sont  constituées  simplement  par  les  plaques 
collectrices  qui  sont  relevées.  L*élément  présenté  au  concours  de 
TAutomobile-Club  en  1898  avait,  au  point  de  vue  des  tiges  élémen- 
taires, les  principales  constantes  suivantes^  : 

Nombre  de  tiges  élémentaires,  par  chapelet 6 

Nombre  d'électrodes  élémentaires  : 

Positives 6  X  90  =      510 

Négatives 6  X  90  =      540 

Longueur  de  Télectrode  élémentaire,  en  millimètres 70 

Diamètre  —  —  —         6 

Poids  d'une  tige,  en  grammes 4 

—  de  la  matière  empâtée,  en  grammes 8 

—  total  de  Télectrode  élémentaire,  en  grammes 12 

Voici,  d'autre  part,  quelques  constantes  relatives  à  un  élément 
pour  automobiles  : 

Nature  du  bac Ëbonite 

Nombre  d'électrodes  élémentaires 880 

Disposition  des  électrodes  : 

Nombre  de  tiges       en  hauteur 2 

—  —        en  longueur 21 

—  —         en  largeur 21 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  millimètres  : 

Longueur 186,5 

Largeur 186,5 

Hauteur  (contacts  compris) 205 

Poids,  en  kilogrammes,  des  électrodes 12,32 

—  —  total  d'élément 17,25 

Capacité,  en  amp.-heures,  au  régime  de  5  heures.  200 

la  densité  de  Tacide  employé  étant  1,27. 

Le  deuxième  type  d'élément  construit  par  la  Société  française  des  ^ 
Accumulateurs  Phénix  a  été  étudié  par  G.  Philippart'. 

Ce  qui  le  caractérise,  c'est  que,  au  lieu  d'être  constitué,  comme 
ordinairement,  par  des  plaques   séparées,   les  unes  positives,   les 

1.  Éclairage  électrique,  t.  XXII,  p.  175;  3  février  1900. 

2.  Brevet  français  299303,  août  1900. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


589 


autres  négatives,  il  comprend  seulement  un  certain  nombre  de  blocs 
représentant  chacun  un  petit  élément  complet,  formé  d'une  positive 
et  d*une  négative. 


FiG.  287.  —  Élément  Phénix. 


Fio.  288,  289  et  290.  —  Électrode  élémentaire 
double,  type  Phéni.x. 


Les  figures  ^88,  289  et  290  montrent  la  constitution  d'un  bloc  élé- 
mentaire ;  la  figure  288  est  une  coupe  longitudinale  suivant  Taxe; 
les  figures  289  et  290,  des  coupes  transversales  suivant  AB  et  CD. 

Une  tigecentralea  en  plomb  antimonieux  est  entourée  d'une  enve- 
loppe de  peroxyde  b  qui  repose  en  bas  sur  une  rondelle  r  faisant 
corps  avec  la  tige  a.  Autour  de  la  matière  positive  b  est  serré  un 


590  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

tube  c  en  terre  poreuse,  formant  manchon  de  support  et  de  reteuue 
pour  la  matière  active,  et  servant  de  véhicule  à  Téleclrolyte. 

Aux  deux  extrémités  de  ce  tube  sont  disposées  des  collerettes  de 
plomb  de  qui  sont  reliées  par  un  fil  de  plomb  f  roulé  en  spirale 
autour  du  tube  c.  Cette  armature  def  du  tube  c  est  recouverte  d'un 
enduit  formé  par  une  couche  de  plomb  réduit  h  s'appuyant  sur  c  et 
Tenglobant. 

Le  pôle  positif  est  formé  par  la  tige  centrale  a,  et  le  pôle  négatif, 
par  une  tige  en  plomb  g  fixée  à  la  collerette  d  et  noyée  dans  Tendait 
en  plomb  spongieux  h.  Celui-ci  peut  être  entouré  à  son  tour  d^une 
gaine  perforée  isolante  ou  conductrice  qui  conserve  à  Tensemble  son 
caractère  de  bloc. 

Les  blocs  qui  ont  été  construits  par  cette  Société  avaient  une 
hauteur  de  230  millimètres  et  un  diamètre  extérieur  de  35  milli- 
mètres ;  leur  poids  atteignait  650  grammes.  Comme  enveloppe 
extérieure  de  la  matière  active  négative,  on  prenait  de  préférence 
une  gaine  en  plomb  mince,  perforée  d'un  grand  nombre  de  petits 
trous. 

Un  accumulateur  de  ce  système  se  composait,  suivant  son  impor- 
tance, d'un  nombre  plus  ou  moins  grand  de  ces  blocs,  et  les  pôles 
positifs  et  négatifs  étaient  reliés  respectivement  à  deux  plaques  iiori- 
zontales  en  plomb  antimonié  superposées,  la  plaque  négative  étant 
au-dessous  et  perforée  de  façon  à  laisser  passer  les  tiges  positives. 
C'est,  en  somme,  le  montage  représenté  en  figure  287. 

D'après  le  genre  d'applications,  ces  accumulateurs  étaient  divisés 
en  éléments  légers  et  éléments  à  poste  fixe  qui  ne  différaient  que  par 
le  mode  de  montage,  l'électrode  normale  étant  la  même  dans  tous. 

Le  tableau  suivant  indique  les  caractéristiques  les  plus  impor- 
tantes d'un  élément  pour  automobiles. 

Nature  du  bac Ébonite 

Nombre  d'électrodes  doubles 20 

Disposition  des  électrodes  : 

Nombre  d'électrodes  en  hauteur 1 

—  —  en  longueur *        5 

—  —  en  largeur 4 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  millimètres  : 

Longueur 188 

Largeur 152 

Hauteur  (contacts  compris) 300 

Poids,  en  kilogrammes,  des  électrodes 13 

—                  —            total  de  Téléraent 18 


MONOORAPIIIE  DES  AGCUMUIJITEURS  591 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents  ré- 
gimes : 

10  heures 285 

8      —      27o 

6      —      260 

5      —      250 

4      —      237,5 

2      —      195 

1       -      147,5 

0^5 ; 1 1 2,5 


La  Société  nouvelle  des  Accumulateurs  Phénix  a  abandonné  les 
deux  types  précédemment  décrits,  et  elle  a  réalisé  un  nouvel  élé- 
ment dans  lequel  on  retrouve  une  partie  des  dispositions  qui 
viennent  d'être  étudiées. 

Les  électrodes  sont  séparées;  elles  affectent  toujours  la  forme 
cylindrique.  Pour  les  négatives,  on  a  conservé  la  disposition  du 
premier  type,  avec  rondelles  en  ébonite  ;  mais  le  diamètre  extérieur 
des  cylindres  est  plus  gfand.  Les  positives,  de  même  diamètre  exté- 
rieur que  les  négatives,  sont  entourées  du  vase  poreux  employé  dans 
le  deuxième  type.  Dans  le  montage,  on  alterne  dans  chaque  sens  les 
électrodes  positives  et  négatives  et  les  tiges  de  même  polarité  sont 
soudées,  comme  dans  les  cas  précédents,  à  deux  plaques  en  plomb 
antimonié,  la  plaque  inférieure  formant  le  pôle  négatif. 

Un  semblable  élé  ment  pour  automobiles,  monté  avec  bac  en  ébo- 
nite et  pesant  i6^*,3,  renferme  66  électrodes  et  donne  une  capacité  de 
200  ampères-heures  au  régime  de  cinq  heures. 

Accumulateurs  Haz.  —  Ces  accumulateurs  ont  été  construits  au 
début  par  la  maison  Ruphy  et  C*.  C'est  la  maison  J.  Holden  et  C* 
qui  les  fabrique  actuellement. 

i*  Plaques.  —  Les  électrodes  appartiennent  au  type  Faure,  à  oxydes 
rapportés.  Elles  se  distinguent  par  leur  fabrication  originale  et 
entièrement  mécanique.  Par  leur  forme,  elles  se  rapprochent  beau- 
coup des  électrodes  Phénix.  Comme  ces  dernières,  elles  sont  cylin- 
driques, avec  tige  centrale;  mais  les  rondelles  ont  été  remplacées 
par  une  tresse  en  amiante. 

La  figure  291  montre  la  constitution  très  simple  de  ces  électrodes; 
À  est  une  âme  en  fil  de  plomb  antimonié  laminé  ;  B  représente  cette 
âme  empâtée  de  matière  active;  C  est  Télectrode  terminée,  recou- 
verte de  sa  chemise  d'amiante  tressée. 


592  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Ces  électrodes  peuvent  être  construites  sous  les  longueurs  les 
plus  variées  :  celles  de  gauche  se  rapportent  à  une  électrode  de 
80  millimètres  de  long  ;  celles  de  droite,  à  une  électrode  plus  longue , 
ayant  2^  millimètres.    EnOn,  la  plus  grande  électrode,  fabriquée 


0 


FiG,  291.  —  Électrodes  Max. 

simplement  à  titre  de  curiosité,  a  une  longueur  dépassant  de  beau- 
coup celle  que  nécessitent  les  applications  courantes. 

Une  machine  spéciale  *  effectue  Tempâlage  des  tiges  et  leur  décou- 
page à  la  longueur  voulue.  Cette  machine,  représentée  en  figures  292 
et  293,  se  compose  d'un  cylindre  en  acier  ayant  environ  10  centimètres 
de  diamètre  intérieur  et  60  centimètres  de  longueur  et  rempli  de  la 
pâte  préparée  d'autre  part  dans  un  malaxeur  mécanique.  La  pâte,  à 

i.  Brevet  français  Heilmann  297625,  du  21  février  1900. 


MONOr.RAPHIE  DP:S  ACCUMIJLATEUUS 


:i03 


P4 

S 


594 


LES  Ar.Cl'MUlAIELRS  Kl  EGTI.IQiriIS 


eu 

3 
O 


5 


S 
I 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  505 

base  de  litharge  et  d'acide  sulfurique,  est  la  même  pour  les  positives 
et  pour  les  négatives. 

Le  cylindre  est  amovible  et  peut  être  remplacé  assez  rapidement 
par  un  nouveau  cylindre  rempli  de  matière  quand  le  premier  est 
épuisé.  Dans  ce  cylindre  se  meut  un  piston  et  le  déplacement  de 
celui-ci  est  provoqué  par  une  tige  filetée  dont  Técrou  fixe  est 
actionné  périodiquement  au  moyen  d'engrenages  et  d'un  cliquet, 
ainsi  qu'il  est  nettement  représenté  sur  les  figures  292  et  293.  On 
règle  la  course  du  cliquet  d'après  la  quantité  de  matière  débitée,  et 
la  pression  à  l'intérieur  du  cylindre  est  indiquée  par  un  manomètre. 

Pour  la  sortie  de  la  matière,  le  cylindre  est  muni  à  son  autre 
extrémité  d'un  ajutage  horizontal  perpendiculaire  à  son  axe  et  dans 
le  milieu  duquel  pénètre  le  fil  de  plomb.  Celui-ci,  enroulé  sur  un 
tambour,  est  pris  par  une  pince  animée  d'un  mouvement  rectiligne 
alternatif.  L'ajutage  est  terminé  par  un  obturateur  qui,  lorsqu'il  est 
fermé,  ne  laisse  passer  que  le  fil  de  plomb.  Enfin,  en  avant  de  l'obtu- 
rateur se  meut  une  pince  coupante. 

Le  fonctionnement  de  l'ensemble  est  tel  que,  lorsque  la  pince  saisit 
le  fil  de  plomb,  l'obturateur  s'ouvre  et  le  piston  du  cylindre  avance. 
La  pince  tire  alors  le  fil  qui  sort  recouvert  de  matière  jusqu'à  ce  que 
la  longueur  de  l'électrode  soit  obtenue  ;  à  ce  moment  le  piston  reste 
au  repos  et  l'obturateur  fermé  ne  laisse  plus  sortir  que  le  fil  seul,  qui 
doit  dépasser  d'une  certaine  longueur  la  matière  empâtée  afin  de 
permettre  les  connexions.  Quand  cette  longueur  est  atteinte,  le  fil 
est  coupé  et  la  pince,  lâchant  l'électrode  à  cet  instant,  la  laisse  tomber 
sur  une  toile  sans  fin,  pendant  que  le  chariot  de  la  pince,  rappelé 
par  un  ressort  avec  amortisseur  à  air,  recommence  les  mêmes  opéra- 
tions. 

D'après  les  constructeurs,  cette  machine  serait  capable  de  pro- 
duire, par  minute,  environ  40  électrodes  de  220  millimètres  de  lon- 
gueur empâtée  et  de  6  millimètres  de  diamètre,  ou  l'équivalent  en 
autres  dimensions  ;  et  elle  n'exigerait  pour  son  fonctionnement  qu'un 
homme  et  un  aide. 

Après  séchage  à  l'air,  l'électrode  ainsi  obtenue  est  recouverte,  à 
l'aide  d'un  métier^  représenté  en  figure  294,  d'une  chemise  tressée 
en  amiante  bleu,  inattaquable  et  isolant,  en  même  temps  que  très 
solide. 

2"  Éléments. —  Pour  l'assemblage  de  ces  électrodes  en  un  faisceau, 

i.  Brevet  rraoçais  HeilmaDO  297760,  du  2  mars  1900. 


596 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


on  forme  d'abord  des  tranches  de  deux  rangées  comme  il  est  indiqué 
en  figure  29i .  Toutes  les  tiges  traversent  d'abord  une  première  plaque 


Fio.  29i.  —  Mélier  à  tisser  ramiante  autour  des  électrodes. 

en  ébonile  E.  De  deux  en  deux,  toutes  les  tiges  qui  doivent  être  posi- 
tives et  connectées  en  bas  sont  repliées  sur  cette  lame  isolante, 
pendant  que    les  tiges  des  électrodes   négatives   traversent    une 


MONOGRAPHIE  DEï>  ACCUMULATEURS 


597 


deuxième  plaque  d'ébonite  E',  puis  sont  soudées  à  la  bande  en  plomb 
antimonieux  D.  La  même  opération  est  efTectuée  dans  le  bas. 

Les  tranches  ainsi  constituées  sont   assemblées  en  un  faisceau 


Fio.  295.  —  Faisceau  d'électrodes. 


(Voir  fig,  295)  de  telle  façon  que,  dans  les  deux  sens,  les  pôles  des 
électrodes  voisines  soient  alternativement  positif  et  négatif. 

Toutes  les  bandes  en  plomb  antimonieux  D  sont  alors  réunies 
entre  elles  par  soudure  en  haut  et  en  bas  et  reliées  à  des  lames  L  et 
V!  en  plomb  antimonieux  égale  Tient.  La  lame  positive  L'  qui  monte 
le  long  du  faisceau  est  isolée  de  celui-ci  par  une  lame  en  ébonite. 
Après  montage  du  faisceau,  il  ne  reste  plus  qu'à  le  rentrer  dans  son 


598 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


bac  en  ébonite. .  Pour  les  connexions  d'élément  à  élément,  on  peut 

souder  entre  elles  la  lame  L  d'un  élément  à  la  lame  L'  de  Télément 

suivant,  ou  bien  encore  fixer  un  boulon  à  chaque  lame  et  relier  ensuite 

par  des  connexions  mobiles  ordinaires. 
Comme  variante,  on  peut  aussi  disposer  les  électrodes  sous  forme 

de  plaques  en  assemblant, 
comme  il  a  été  décrit  plus 
haut,  une  rangée  unique 
d'électrodes  de  même  pola- 
rité. C'est  ce  que  montre  la 
figure  296.  Ici,  les  élec- 
trodes positives  sont  sou- 
dées en  haut  à  une  barrette 
de  plomb  en  forme  de  ser- 
pentin et  fixées  en  bas  sur 
une  barrette  d 'ébonite  de 
même  forme. 

Les  électrodes  négatives 
sont  fixées  en  haut  sur  une 
barrette  d'ébonite  en  forme 

de  serpentin  et  soudées  en  bas  sur  une  barrette  de  plomb  de  même 

forme. 

Ces  serpentins  portent  à  leur  partie  supérieure  des  petits  anneaux 

de  même  matière  plomb  ou  ébonite.  L'assemblage  se  fait  en  enfilant 

dans  CCS  trous  dqs  lames  en  ébonite  que  Ton  fixe  aux  extrémités  par 

des  goupilles  en  ébonite. 

Ces  différents  montages  se  rapportent  aux  éléments  transportablcs. 

Voici  quelques  valeurs  caractéristiques  relatives  à  un  élément  pour 

accumobiles,  d'après  le  constructeur  : 


Fio.  296.  —  Élément  Max  à  électrodes 
assemblées  eo  plaques. 


Nature  du  bac 

Pimensions  extérieures  du  bac,  en  millim.  : 

Longueur 

Largeur 

Hauteur 

Hauteur  totale  de  rélément  (connexions  com- 
prises), en  millimètres 

Poids  approximatif,  en  kilogrammes  : 

Du  faisceau  d'électrodes 

D'un  élément  complet 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents 
régimes: 

10  heures 

5      —     

3      —     


Type  de  Pélément 
H 

ébonite 

212 
13i 
2Ô0 

265 

11 
10,5 

250 
225 
180 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


599 


Pour  les  éléments  à  poste  fixe,  les  bacs  sont  en  verre.  Le  tableau 
suivant  indique  quelques  constantes  d'un  de  ces  éléments. 


Nature  du  bac 

Dimensions  d'encombrement,  en  millimètres  : 

Longueur ? 

Largeur 

Hauteur 

Capacités,  en  ampères-heures,    aux   différents 
régimes  : 
10  heures -. 

5      —     

3      —     

Inlènsilé  maxima  de  charge,  en  ampères 


Type  de  rélémcDt 
Bll 

verre 


233 
208 
350 


260 

200 

ir)9 

40 


Axumulateurs  Heinz.  —  La  fabrique  d'accumulateurs  Heinz  et  O"" 
•coiislpuisait,  en  1930,  deux  catégories  d'élémmts  :  les  premiers,  à 
grande  capacité  spécifique,  étaient  uti- 
lisés pour  la  traction  des  voitures 
automobiles,  Tallumage  des  ipoteurs 
<le  voitures  à  pétrole,  Téclairage  des 
-véhicules,  etc.  La  deuxième  catégorie 
d'éléments,  à  faible  capacité  spécifique, 
était  employée  pour  Téclairage  à  poste 
fixe,  stations  centrales  tramways,  etc. 

i*  Plaques,  —  Les  plaques  positives 
utilisées  dans  ces  deux  catégories 
d'éléments  sont  des  deux  types  Faure 
à  oxydes  rapportés,  et  mixte.  Les  pre- 
mières, à  capacité  spécifique  élevée, 
sont  constilijjées  par  un  grillage  en 
plomb  antimonieux  à  80/0  fondu  d'une 
seule  pièce.  Ce  grillage  comporte, 
ainsi  que  l'indique  la  figure  297,  qui 
représente  une  plaque  210  X  98  milli- 
mètres, des  alvéoles  rectangulaires 
ayant  environ  2  centimètres  de  largeur 
sur  3  cenlimèlresde  hauteur.  L'épais- 
seur de  la  plaque  est  de  4""", 3. 

La  matière  active  est  composée  de 
minium  et  litharge  en  parties  égales; 
le  mélange,  traité  par  un  procédé  spécial,  est  humecté  d'eau  distillée, 
puis  comprimé  fortement  dans  les  alvéoles  du  support.  Au  moment 


0   o 

O    0 

o  o 

o   o 
o    0 
o    0 

o    0 
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■  o  o 
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o  o 
0  o 

o  c 

c   c 

0    0 

0   o 
0    0 

o  o 

FiG.  297. 
Plaque  positive  légère  Heinz. 


600  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

de  la  compression,  la  matière  active  reçoit  un  certain  nombre  de 
perforations  destinées  à  augmenter  la  surface  active  de  la  masse 
et  à  faciliter  la  circulation  de  Télectroljle. 

Les  poids  relatifs  de  support  et  de  matière  active  sont  pour  une 
plaque  de  dimensions  210  X  iOO  : 

Poids  du  support 183  grammes 

Poids  de  la  matière  active 345        — 

Total 530  grammes 

soit  une  proportion  de  matière  active  de  65  0/0  environ. 

Après  formation  de  ces  plaques  positives,  celles-ci  sont'  enroulées 
d'un  fil  d*amian(e  et  de  caoutchouc.  Ce  dispositif  a  été  employé  en 

2  Coupe  AB 

I 


tt--° 


Coupe  C  D 


Fio.300.  — ProGl 
de  la  plaque 
Heinz. 


FiG.  289  et  290.  —  Plaque  Heinz  à  poste  fixe. 

vue  de  créer  sur  toute  la  surface  de  la  plaque  une  pression  uniforme 
et  de  retenir  ainsi  plds  longtemps  la  matière  active  sans  entraver  la 
circulation  de  Télectrolyte  ni  le  dégagement  gazeux  ^ 

Les  plaques  positives  de  la  deuxième  catégorie,  à  faible  capacité 
spécifique,  sont  du  type  mixte  Faure-Planté.  Elles  se  composent 
d'une  âme  en  plomb  doux  de  3  millimètres  d'épaisseur  portant  sur 


\.  Brevet  français  300213. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


601 


chaque  face  des  nervures  verticales  (/î^.  298,  299,  300)  de  0"",9 
d'épaisseur  à  la  base  et  0"",  7d'épaisseur  à  la  surface,  et  espacées  de 
0""',8  à  la  base  et  de  i  millimètre  à  la  surface.  Ces  nervures  ont 
3  millimètres  environ  de  profondeur.  Dans  les  figures,  a  représente 
une  vue  en  élévation  ;  è, 
une  coupe  suivantÂB,ct 
c,  une  coupe  suivant  CD. 
La  coulée  de  la  plaque 
se    fait   sous    pression. 

Les  plaques  ainsi  cou- 
lées sont  placées  dans 
une  solution  chaude  aci- 
dulée de  façon  à  pro- 
duire à  la  surface  du 
plomb  une  attaque  lé- 
gère qui  forme  des  creux 
et  des  rugosités  destinés 
à  augmenter  la  surface 
et  à  mieux  retenir  Tem^ 
pàtage,  qui  est  fait  au 
minium.  Les  plaques  em- 
pâtées sont  ensuite  for- 
mées par  le  procédé  or- 
dinaire. Elles  travaillent 
au  début  comme  des 
plaques  Faure  et  le  quar 
drillage  se  forme  dans  la 
suite  en  Planté. 

Les  plaques  négatives  des  deux  catégories  d'éléments  sont  du 
même  type  et  ne  diffèrent  que  par  leur  épaisseur,  celle-ci  étant 
6  millimètres  dans  les  éléments  légers  et  8  millimètres  dans  les  élé- 
ments à  poste  fixe. 

Le  support  de  matière  active  de  ces  électrodes  est  fondu  en  deux 
parties  qui  sont  soudées  et  rivées  ensemble  après  empâtage  ;  à  cet 
effet,  Tune  des  moitiés  porte  un  certain  nombre  d'œils  dans  lesquels 
s'engagent  les  tétons  en  plomb  de  l'autre  moitié. 

Ce  support  présente  comme  caractéristique  une  forme  de  grille  à 
barreaux  très  rapprochés  (Voir  fig,  301  et  302)  et  de  section  trian- 
gulaire dont  la  base  se  trouve  à  la  surface  de  la  plaque.  Dans  la 
figure  30i,  a  est  une  vue  en  élévation  de  la  moitié  du  quadrillage  qui 


A 
w  i 

M 

■=± 

o             < 

— 

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o            <J 
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EH 

Section  A  B 

(>^ 

W 

s 

(B=S&^ 

= 



fe== 

Fig.  ; 



JOl  et 

302.- 

-  Nég 

ative 

Ileinz. 

602  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

porte  les  œils;  b  figure  la  coupe  AB  et  c  une  coupo  correspondante 
de  Tautre  moitié  qui  porte  les  tétons  (Voir  fig,  302). 

La  pâte  que  Ton  introduit  dans  ce  support  négatif  est  constituée 
par  de  la  litharge  pure  malaxée  avec  une  dissolution  de  sulfate  de 
magnésie. 

Les  poids  relatifs  de  support  et  de  matière  active  sont  : 

Poids  du  support 300  grammes 

Poids  de  la  matière  active 500        — 

Poids  total 800  grammes 

ce  qui  donne  pour  la  proportion  de  matière  active  62,5  0/0. 

2®  Eléments.  —  a)  Éléments  a  grande  capacité  spécifique.  —  Ces 
éléments  sont  composés,  comme  on  Ta  vu  plus  haut,  de  plaques 


Fiii.  303.  —  Élémenl  Heinz. 


positives  genre  Faure  de  4™", 3  d'épaisseur  et  de  plaques  négatives 
de  6  millimètres  d'épaisseur.  Le  montage  s'effectue  dans  des  bacs  en 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMUTATEURS  603 

ébonite.  Les  plaques  supportées  par  des  tasseaux  au  fond  du  bac  sont 
reliées  entre  elles,  pour  les  plaques  de  môme  polarité,  par  une  large 
bande  en  plomb  qui,  repliée,  forme  la  connexion  entre  deux  éléments 
voisins.  La  figure  303  représente  un  élément  monté  avec  séparateurs 
en  ébonite  perforée  et  ondulée. 

Le  tableau  suivant  donne  les  principales  constantes  d'un  de  ces 
éléments  : 

Dimensions    extérieures    du   bac,    en 
millimètres  : 

Hauteur 270  (connexions  comprises) 

Longueur 186 

Largeur liO 

Nombre  de  plaques 19 

Dimensions    des    pLiques,    en    milli- 
mètres : 

Hauteur 210 

Largeur 100 

^     .  \  4  (+)  et  6  i-) 

Epaisseur <     ,,  .  *        ^     .  o  v 

^  {    (les  extrêmes  n  ont  que  3  mm.) 

Poids  des  plaques  positives,  en   kilo- 
grammes   4,77 

Poids  des  plaques  négatives,  en  kilo- 
grammes   7,20 

Poids  total  d'électrodes,  en  kilogr 11,97 

Poids  total  de  Télément,  en  kilogr 15,90 

Capacités,     en    ampères-heures,    aux 
différents  régimes  : 

8  heures 210 

6      —     200 

4      — 172 

2      —     155 

b)  ÉUSMENTS  A  FAIBLE  CAPACITÉ  SPECIFIQUE.    —    CcS    éléments  SOUt 

montés  avec  les  plaques  positives  type  Faure-Planté  et  les  négatives 
de  8  millimètres  décrites  plus  haut. 

Le  montage  s'effectue  dans  des  bacs  en  verre,  les  plaques  étant 
suspendues  sur  les  bords  du  bac  par  une  queue  en  plomb  qu'elles 
portent  de  chaque  côté.  Une  de  ces  queues  possède  un  petit  pro- 
longement vertical,  lequel  pénètre  dans  une  fente  de  la  barrette  de 
plomb  qui  relie  les  plaques  de  même  polarité;  une  soudure  en  assure 
le  contact.  L'écarlement  entre  les  plaques  est  maintenu  par  des  tubes 
de  verre  qui  sont  retenus  dans  des  saillies  que  portent  de  légères 
en  tretoises  en  plomb  posées  à  cheval  sur  les  deux  queues  d'une  même 


570 

510 

350 

17 

400 

400 

10 

»'+)7.-- 

3 

,5(- 

—  extrêmes 

604  LES  ACCUMUL.VTEURS  ÉLECTRIQUES 

plaque.  Pour  les  gros  éléments,  le  montage  est  effectué  dans  des 
bacs  en  bois  imprégné,  doublé  de  plomb. 

Nous  résumons  dans  le  tableau  suivant  les  principales  constantes 
de  ces  éléments  : 

Nature  du  bac Terre  bois  doublé  de  plomb 

Dimensions  extérieures  du  bac, 
en  millimètres  : 

Hauteur 360 

Longueur 360 

largeur 200 

Nombre  de  plaques 9 

Dimensions    des    plaques,    en 
millimètres  : 

Hauteur 210 

largeur 310 

*^  i     3  [—  extrêmes) 

Poids    des    plaques    positives, 

en  kilogrammes 20  120 

Poids    des    plaques    négatives, 

en  kilogrammes 10  70 

Poids  total  d'électrodes,  en  kilo- 
grammes   30.  190 

Poids    total    de    Télément,    en 

kilogrammes 48  272 

Capacités,   en   ampères-heures, 
aux  difTérents  régimes  : 

10  heures 260  1.300 

6     —     216  1.080 

3      —     174  600 

1      —     120  900 

Accumulateurs  Oméga.  —  L'accumulateur  Oméga  que  construit  la 
maison  Geoffroy  et  Delore  a  été  spécialement  étudié  pour  les  batte- 
ries-tampon, les  batteries  d'éclairage  et  les  batteries  de  tramways. 

i®  Plaques. — a]  Plaque  positive.  —  La  plaque  positive  Oméga,  étu- 
diée par  le  D'  Lehmann,  est  du  type  Planté.  Entièrement  en  plomb 
doux,  elle  est  constituée  par  une  âme  en  zigzag  de  3  millimètres 
d'épaisseur  environ.  Cette  âme  est  entièrement  recouverte  par  une 
série  de  petites  lamelles  très  fines,  ayant  moins  de  1  millimètre  de 
largeur  à  la  surface,  et  très  rapprochées,  Técartement  n'ayant  pas 
beaucoup  plus  de  1  millimètre.  La  figure  304  donne  une  vue  perspec- 
tive, et  la  figure  303  une  coupe  de  la  disposition  adoptée. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMUI^TEURS 


605 


Les  lamelles,  qui  sont  disposées  verticalement  et  perpendiculaire- 
ment au  plan  de  la  plaque,  ont  environ  20  millimètres  de  hauteur  et 
se  terminent  aux  parties  rentrantes  de  Tâme.  Il 
en  résulte  qu'elles  affectent  la  forme  d'un  trapèze 
rectangle  double,  la  petite  base  étant  commune. 
Entre  chaque  série  horizontale  de  lamelles,  on  a 
ménagé  un  intervalle  ayant 
fiS^^^^ffl»  *     millimètre    environ   qui 

wl  _ wl^tWW  permet  la   libre  dilatation 

lx™iR^^ffit         ^^^    lamelles    qui    consli- 
l^  \^^^^Hii       tuent  la  partie  active  de  la 

Par  suite  de  cette  cons- 
truction et  de  la  forme  de 
Tàme,  les  deux  côtés  de  la 


Fio.  304.  —  Frag- 
ment de  plaque 
Oméga. 


FiG.  305.  —  Coupe 
de  plaque  Oméga. 


plaque  ne   sont  pas  symétriques;  aux  rainures  d'un  côté   corres- 


Fia.  306.  —  Positive  Oméga. 
pondent  les  milieux  des  lamelles  de  Tautre.  La  forme  en  zigzag 


r/«i6 


I^>  ACCmiLATECRS  ÉLECTBIOrES 


de  l'âme  pennel   une  extensîoo  de  la  plaque  dans  le  sens  de  la 
Laateor. 

La  plaqae  ordinaire,  représentée  en  fîgare  306,  a  enriron  260  oui- 
limèires  de  haatear,   210  millimètres  de  largeur  et  13  millimètres 


Fio.  307.  —  Négative  Oméga. 


d'épaisseur.  Elle  est  partagée  dans  les  deux  sens  en  trois  parties 
égales  par  deux  nervures  verticales  et  deux  nervures  horizontales 
d'environ  2  millimètres  de  largeur  qui  donnent  de  la  rigidité  à  la 
plaque.  La  formation  est  effectuée  par  le  procédé  Planté. 

Elant  donné  le  très  grand  nombre  de  ces  fines  lamelles  la  surface 
totale  active  est  assez  élevée.  Ainsi,  pour  la  plaque  citée  plus  haut, 
elle  peut  être  évaluée  à  environ  111  décimètres  carrés,  alors  que  la 
surface  apparente  de  la  plaque  n*est  que  ll'*"'',l,  soit  le  dixième  seu- 
lement. Cette  plaque  est  obtenue  par  coulée. 

b)  Plaque  NÉGATIVE. —  La  plaque  négative  est  constituée  par  un  gril- 
lage en  plomb  doux  aiïectant  la  forme  indiquée  par  la  figure  307  qui 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


607 


se  rapporte  à  la  plaque  ordinaire  de  ^70  millimètres  environ  de  hau- 
teur, 210  millimètres  de  largeur  et  8  millimètres  environ  d'épais- 
seur. 

Les  lamelles  de  plomb  du  grillage  laissent  entre  elles  des  alvéoles 
successivement  carrés  de  10  millimètres  de  côté  environ,  et  rec- 


Fio.  308.  —  Élément  Oméga. 

tanglesdelO  millimètres  de  largeur  sur  environ  3  millimètres  de 
hauteur. 

Après  la  coulée  de  celte  grille,  les  alvéoles  'sont  empâtés  de 
matière  active  qu'on  réduit  ensuite  en  plomb  spongieux  par  le  cou- 
rant. 

2*  Éléments.  —  Tous  les  éléments  sont  montés  avec  les  deux 
plaques,  positive  et  négative,  décrites  ci-dessus.  Le  nombre  seul  des 
plaques  varie  quand  on  passe  des  pelits  élément  s  aux  gros. 

Pour  les  petits  éléments,  les  bacs  sont  en  verre  et  les  plaques  sont 


608  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

suspendues  (Voir  flg,  308)  sur  les  bords  du  bac  par  des  queues 
qu'elles  portent  à  chaque  extrémité,  ainsi  que  le  montrent  les 
figures  306  et  307.  Une  des  queues  porte  de  plus  un  prolongement 
vertical  destiné  à  être  soudé  à  la  barrette  de  connexion  qui  relie  les 
plaques  de  même  polarité.  L'écartement  des  plaques  est  assuré  par 
des  tubes  de  verre. 

Pour  les  éléments  plus  gros,  le  montage  est  fait  dans  des  bacs  en 
bois  doublé  de  plomb  et  les  plaques  *sont  suspendues  sur  des  dalles 
en  verre. 

Nous  donnons  ci-dessous  les  principales  constantes  pour  un  élé- 
ment de  ces  deux  catégories*  : 


Petit  élément  ■     Gros  élément 

Nature  du  bac verre             bois  doublé  de  plomb 

Dimensions  extérieures  du  bac, 
en  millimètres  : 

Hauteur 400 

Longueur 315 

Largeur 290 

Nombre  de  plaques 4  +  et  5  — 

Dimensions  des  plaques  : 

Hauteur  en  millimètres.. . .  262  (+)  275  (— ) 

Largeur            —           212(4- et—) 

Épaisseur         —           ....  13  (+)  8  (— ) 
Poids    des    plaques    positrves, 

en  kilogrammes. 21 ,6  environ 

Poids    des    plaques    négatives, 

en  kilogrammes 15,5       — 

Poids    total     d'électrodes,     en 

kilogrammes "  37,1       — 

Poids  total  d'élément,  en  kilo- 
grammes   74,2       — 

Capacités    en   ampère  s- heures, 
aux  différents  régimes  : 

10  heures 268 

7      —     244 

6      —     234 

5      —     224 

3       —     J88 

2      —     162 

1       —     132 

Intensité    maxima    de    charge, 

en  ampères 80                                380 


400 
1.195 
320 
19  +  et  20  — . 

262  1+)  275  (-) 
212  (4-  et  — ) 
13  (-H  8  (-) 

102,6  environ 

62         — 

164,6      — 

313  — 


1.273 

1.159 

1.111 

1.064 

893 

760 

627 


1.  D*après  ^Éclairage  électrique,  t.  XXIV,  p.  166;  4  août  1900. 


MOiNOGRAPHIE  DES  ACCUMUIJITEURS  609 

Lorsque  Télément  est  de  plus  grande  capacité  encore  et  que  le 
nombre  de  plaques  doit  dépasser  39,  les  plaques  sont  montées  par 
groupe  de  deux  en  dérivation  dans  le  même  bac.  On  évite  ainsi  de 
construire  de  trop  grandes  plaques  dont  la  déformation  est  difficile 
à  éviter. 

Accumulateur  TÉtampé,  de  la  Société  anonyme  d'Éclairage  et  d'Ap- 
plications électriques  d'Arras.  —  1<>  Plaques.  —  Les  plaques  de  cet 


Fio.  309.  -^  Découpage  des  flans. 

accumulateur  sont  toutes  du  type  Faure,  à  oxydes  rapportés.  Elles 
sont  constituées  par  un  assemblage  de  grilles  unitaires.  Chaque 
grille  unitaire  a  comme  dimensions  :  hauteur,  118  millimètres;  lar- 
geur, 68  millimètres,  et  est  fabriquée  d'après  le  procédé  spécial 
suivant  : 

Des  lingots  d'alliage  de  plomb  et  d'antimoine,  à  très  faible  teneur 
en  antimoine,  sont  passés  plusieurs  fois  sous  un  laminoir  qui  les 
transforme  en  plaques  de  2"",5  d'épaisseur.  Ces  plaques  sont  décou- 
pées en  bandes  de  120  millimètres  de  largeur  qui,  à  leur  tour,  sont 
débitées  en  flans  [fig,  309)  à  l'aide  d'une  première  presse  Bliss. 

Les  flans  sont  ensuite  gaufrés,  comme  l'indique  la  figure  310,  en 
passant  sous  un  puissant  balancier  à  friction  qui  exerce  un  choc  de 
20  tonnes.  Une  plaque  ainsi  gaufrée  possède  à  ce  moment  32  com- 
partiments, et  les  nervures  ont  7  millimètres  d'épaisseur.  On  la  place 
alors  sous  une  poinçonneuse  munie  de  128  poinçons  et  qui  évide 
ainsi  chaque  compartiment  en  quatre  parties  séparées  par  deux  fines 
nervures  en  croix  ayant  1  millimètre  d'épaisseur.  La  grillé  unitaire 
terminée  a  alors  l'aspect  représenté  en  figure  311* 

39 


610 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


D'après  les  constructeurs,  ce  procédé  de  fabrication  donnerait  un 
métal  très  homogène,  élastique  et  mécaniquement  résistant  sans  être 
cassant. 

La  conductibilité  serait,  en  outre,  assurée  par  les  nervures  en 
croix  noyées  dans  la  matière  active  même  lorsque,  après  un  certain 
temps,  l'adhérence  entre  les  pastilles  et  le  quadrillage  a  diminué. 


^if^'-^rv^É'^ 


ffiEffiEE 
UjLUtnnd 

ffiœœffi 

ffifflffiffi, 

œœffiœ^ 

ffiEfflŒ 


I 


I 
I 


Fio.  310.  —  Gaufrage  des  flans. 


FiG.  311.  —  Grille  unitaire. 


Les  grilles  peuvent  être  construites  suffisamment  légères  pour 
recevoir  un  poids  de  matière  active  double  de  leur  poids  propre. 

L'empàtage  se  fait  à  Taide  de  plomb  chimiquement  pur  qui  est 
comprimé  à  une  pression  convenable  dans  les  alvéoles. 

La  peroxydation  de  ce  plomb  spongieux  aux  positives  se  fait  par 
la  méthode  Planté  en  effectuant  une  série  de  charges  et  de  décharges 
successives.  Cette  formation  se  fait  d'ailleurs  très  rapidement,  grâce 
à  la  porosité  du  plomb. 

Pendant  la  peroxydation,  il  se  produit  une  dilatation  de  la 
matière  ;  mais  la  grille  est  suffisamment  élastique  pour  supporter 
cette  dilatation. 

Après  formation,  la  grille  unitaire  a  un  poids  de  310  grammes  et 
peut  donner  7,5  ampères-heures  à  la  décharge  en  une  heure,  et 
15  ampères-heures  à  la  décharge  en  treize  heures. 

En  admettant  un  poids  de  négatives  égal  à  celui  des  positives, 
ce3  chiffres  correspondent  aux  capacités  massiques  de  12  et  24  am- 
pères-heures par  kilogramme  d'électrodes. 

Les  petites  plaques  comprennent  une  seule  grille  unitaire  et  les 
grandes  sont  constituées  d'un  nombre  plus  ou  moins  grand  de 
grilles  assemblées  dans  un  châssis-support  en  plomb  antimonié 
coulé  et  présentant  la  forme  de  la  figure  312.  Les  grilles  unitaires 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


611 


sont  soudées  autogènementen  deux  points  au  milieu  de  leur  hauteur. 
Elles  sont  ainsi  parfaitement  libres  de  se  dilater  et  la  répartition  du 


lïiii  :«: 

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FiG.  312  et  313.  —  Ch&ssis-support  et  plaque  TÉtampé. 


courant  se  fait  uniformément  dans  toute  la  plaque.  Celle-ci  terminée 
présente  Taspect  indiqué  en  figure  313. 

^Éléments, —  Le  montage  des  éléments  à  poste  fixe  se  fait  comme 
il  est  représenté  en  figure  314;  les  plaques  qui  portent  à  la  partie 
supérieure  des  crochets 
venus  de  fonte  avec  le 
cadre  sont  supportées  par 
ces  crochets  au  moyen 
de  dalles  en  glace  b^ 
inclinées.  L'écartement 
entre  les  plaques  est 
maintenu  par  des  tubes 
de  verre  c  verticaux, 
passant  au  milieu  des 
grilles  unitaires.  Ces 
tubes  reposent  au  fond 
du  bac  a,  en  verre  mou- 
lé, par  l'intermédiaire  de 
pièces  en  plomb  e  en 
forme  d'U  ;  ils  sont  gui- 
dés à  la  partie  supérieure  par  des  lames  de  verre  longitudinales  ef, 
maintenues  elles-mêmes  par  des  saillies  venues  de  fonte  avec  le 
cadre.  Entre  l'extrémité  inférieure  des  plaques  et  le  fond  du  bac  est 
laissé  un  espace  assez  considérable. 


Fio.  314.  —  Élément  TÉtampé. 


612 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Nous  avons  résumé  dans  le  tableau  ci-dessous  les  constantes 
relatives  à  deux  éléments  à  poste  fixe,  Tun  monté  dans  un  bac 
en  verre  et  Tautre  dans  un  bac  en  bois  imprégné,  doublé  de 
plomb. 


Nature  du  bac  , 


Nombre  de  plaques 

Nombre  de  grilles  unitaires  positives. 
Dimensions  extérieures  de  Télément, 
en  millimètres  : 

Longueur 

Largeur  

Hauteur 

Poids  total  des  électrodes,  en  kilogr. 
—       —   de  l'élément,  sans  acide, 

en  kilogrammes ., 

Poids  d  acide  (en  supposant  la  con- 
centration 25°  B.),  en  kilogr 

Poids  total  de  l'élément,  acide  com- 
pris, en  kilogrammes 

Capacités,'  en  ampères-heures,  aux 
différents  régimes  : 

3  heures 


Type 

numéro 

B8 

C2Ô 

verre 

bois  doublé 
de  plomb 

)et6(- 

-) 

17(+)et  18(H 

20 

102 

350 

730 

235 

400 

370 

390 

21,80 

90,2 

49 


21,8 
70,8 


200 


87,1 


287,1 


10      —    

Intensité    maxima    du   courant  de 
charge,  en  ampères 


160 

816 

200 

1.020 

260 

1.326 

30 


153 


Pour  Tallumage  des  moteurs  de  voitures  automobiles,  le  montage 
des  plaques  s'effectue  dans  des  bacs  en  celluloïd.  Voici  quelles  sont 
les  constantes  d'un  élément  de  ce  type  : 


Nature  du  bac 

Dimensions  extérieures  de  Télément,  en  millimètres  : 

Hauteur  (bornes  comprises) 

Longueur 

Largeur 

Poids  de  Télément  (acide  non  compris),  en  kilogrammes. 

Capacité,  en  ampères-heures 

Intensité  maxima  du  courant  de  charge,  en  ampères 


Type  numéro 
AA4 

celluloïd 

205 
97 
80 

3,42 
60 

6 


Aocumulateurs  Tribelhorn.   —  Ces  accumulateurs,  qui    peuvent 
être  construits  genre  Planté  ou  genre  Faure,  sont  è  électrodes  bipo- 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


613 


laires.  Ainsi  que  nous  Tavons  vu,  alors  que  les  accumulateurs  ordi- 
naires se  composent  de  diiïérentes  parties  bien  distinctes  :  bac,  élec- 
trodes positives,  électrodes  négatives,  connexions,  que  Ton  doit 
assembler  d'une  certaine  façon  pour  obtenir  un  élément,  les  accu- 
mulateurs Tribelhorn  sont  constitués  d'une  pièce  unique  obtenue  de 
coulée,  et  qui  est  tout  à  la  fois  élec- 
trode positive,  électrode  négative, 
bac  et  connexion. 

Ces  éléments  ont  fait  leur  appa- 
rition à  r Exposition  universelle 
de  1900.  Cependant  nous  avons  vu 
que  l'idée  n'en  était  pas  nouvelle. 

La  Société  suisse  des  Accumula- 
teurs Tribelhorn,  de  Zurich,  pré- 
sentait à  l'Rxpositionde  1900  ^  deux 
types  différents  de  batteries  de  ce 
système.  Ces  deux  types  diffèrent 
par  la  façon  de  rapporter  la  ma- 
tière active  :  dans  l'un,  elle  est 
empâtée  directement  sur  chacun 
des  côtés  de  la  cuvette  qui  forme 
électrode  double;  dans  l'autre,  on 
utilise  des  électrodes  en  forme  de 
bandes  que  l'on  fixe  intérieurement 
et  extérieurement  à  la  cuvette*. 

1**  Accumulateurs  type  B.  —  Dans 
ce  dernier  cas,  on  peut  employer 
tous  les  systèmes  connus  d'élec- 
trodes. Chaque  électrode  double 
affecte  la  forme  d'une  cuvette  carrée 
évasée  b  {fig.  315  et  316),  dont  le 

fond  a  n'est  pas  uni,  mais  présente  des  sinuosités  ;  des  petites  pla- 
quettes g,  r,  en  forme  de  bandes,  sont  fixées  aux  parties  saillantes  de 
la  cuvette.  Intérieurement,  on  place  les  positives  ^,  et  extérieure- 
ment en  dessous,  les  négatives  r.  D'après  cette  disposition,  il  se 
forme  sous  chaque  plaquette  positive  un  espace  m  où  vient  se 
recueillir  la  matière  qui  se  détache  des  plaques;  en  outre,  au-dessus 


315  et  316.  —  Accumulateur 
Tribelhorn,  type  B. 


1.  Éclairage  électrique^  t.  XXV,  p.  110. 

2.  Brevet  allemand  1 00116. 


614 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


de  chaque  plaquette  négative  se  trouve  uo  espace  pour  le  dégage- 
ment des  gaz. 


r. . . .  r     r     r"^ 

FiG.  317.  —  Bdlterie  Tribelhorn. 

Les  cuvettes  sont  emboîtées  les  unes  dans  les  autres,  et  isolées 
entre  elles  par  des  billes  de  verre  t'  qui  reposent  dans  des  cavités 
spéciales  et  assurent  à  chaque  cuvette  une  position  fixe  et  telle  que 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


61.1 


les  plaquettes  de  Tune  sont  bien  parallèles   aux  plaquettes  de  pola- 
rite  contraire  de  la  suivante. 

Le   montage  des   grosses  pièces   est  eiïectué  mécaniquement  à 
l'aide  de  pinces  élévalrices  spéciales  à.    Le  nombre  de  cuvettes  à 


FiG.  318  et  319.  —  Accumulateur  Tribelhorn,  type  C. 

superposer  dépend  de  la  tension  à  obtenir.  Dans  une  colonne,  on 
devra  évidemment  compter  autant  d'éléments  en  tension  qu'il  y  a  de 
cuvettes  moins  une. 
Généralement,  le  montage  d'une  batterie  de  110  volts  se  fait  en 


Fio.  320. 
Accumulateur  Tribelhorn,  type  D. 


FiG.  321. 
Accumulateur  Tribelhorn,  type  A. 


deux  colonnes  réunies  en  tension.  Les  prises  de  courant  se  font  aux 
cuvettes  supérieure  et  inférieure.  La  figure  317  montre  Taspect 
d'une  batterie  montée. 

2°  Accumulateurs  types  A,  C,  D,  E.  —  Dans  ces  différents  types,  les 
parois  mêmes  des  cuvettes  sont  garnies  de  matière  active.  La  forme 
est  tronconique, et  on  a  ménagé  au  fond  un  espace^  où  se  rassemblent 
les  boues  de  peroxyde. 

Différentes  constructions  sont  employées  pour  retenir  la  matière 


616 


LES  ACCUMULATEURS  ELECTRIQUES 


active.  La  plus  usitée  est  celle  des  types  C  (Voir  fig,  318  et  319,  éléva- 
tion et  plan)  et  D  (/î^.320).  Ici  les  parois  de  la  cuvette  ont  une  section 
en  forme  de  zigzag,  de  telle  sorte  que,  vues  en  plan,  elles  présentent 
une  série  de  canaux  concentriques  (fig,  318)  ou  en  spirale,  dans  les- 
quels on  introduit  la  matière  active.  Les  arêtes  intérieures  et  exté- 
rieures de  ces  canaux  sont  recourbées  de  façon  à  mieux  enchâsser  la 


Fio.  322. 
Élément  à  décharge  rapide. 


Fio.   323. 
Acrumulaleur  Tribelhorn,  type  transpoKable. 


matière;  du  côté  des  positives,  on  fait  la  courbure  moins  prononcée, 
pour  permettre  la  libre  dilatation  du  peroxyde  et  éviler  les  défor- 
mations. 

Le  type  A  {fig,  32i)  est  identique  aux  précédents  ;  seulement  la 
paroi  possède  une  âme  unie  a,  qui  est  munie  de  nervures  concentriques 
formant  les  canaux  qu'on  empâte. 

Pour  les  décharges  rapides,  enfin,  le  type  représenté  en  figure  322 
a  été  construit  :  le  côté  négatif  est  semblable  à  celui  du  type  précé- 
dent ;  quant  au  côté  positif,  il  est  formé  d'un  grand  nombre  de  petites 
nervures  fines  présentant  une  grande  surface  et  qu'on  peut  peroxyder 
par  formation  Planté. 

Pour  les  batteries  transportables,  on  a  imaginé  des  types  spéciaux. 
La  figure  323  représente  de  tels  éléments.  Elle  montre  les  précau- 
tions spéciales  qu'on  a  prises  pour  assurer  l'étanchéité,  chaque 
cuvette  possédant  dans  ses  parois  un  canal  x  pour  le  remplissage 
et  le  dégagement  des  gaz. 

Toutes  ces  différentes  formes  de  cuvettes  sont  obtenues  par  coulée 
ou  par  compression  * . 

Les  accumulateurs  de  ce  type  ont  sur  les  accumulateurs  ordinaires 
l'avantage  de  ne  pas  nécessiter  de  bacs  (bois  plombé,  verre, 
ébonite,  etc.),  ni  de  connexions,  ce  qui  diminue  évidemment  d'autant 


1.  Brevet  allemand  105568. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  617 

le  prix  d'achat  et  les  frais  d'entretien  dus  au  bris  des  récipients. 

Le  montage  est  simple  et  rapide.  La  disposition  en  colonne  entraîne, 
d'autre  part,  une  économie  d'encombrement.  L'isolement  de  la  batte- 
rie avec  la  terre  peut  être  facilement  assuré. 

D'après  le  constructeur,  l'économie  d'encombrement  pourrait 
atteindre  50  et  même  75  0/0  dans  certains  cas,  et  il  suffirait  de  deux 
à  trois  heures  pour  effectuer  le  démontage  et  le  montage  d'une  batte- 
rie de  100  volts  et  120  ampères-heures,  y  compris  le  remplissage  et 
la  jonction  des  câbles. 

En  revanche,  ces  accumulateurs  ont  les  inconvénients  sr.ivants  :  Le 
poids  total  est  plus  élevé  par  suite  de  la  construction  massive  des 
cuvettes  en  plomb  ^  Au  point  de  vue  de  Tentretien,  il  est  plus  difficile 
de  surveiller  ici  chaque  élément  ainsi  que  d'examiner  et  de  renouve- 
ler l'électroly  te.  Pour  visiter  une  cuvette,  il  faut  démonter  toute  la 
série  de  la  colonne  qui  se  trouve  au-dessus  de  cette  cuvette  et  immo- 
biliser la  batterie.  Enfin  les  difficultés  de  construction,  lorsqu'il 
s'agit  de  faire  de  grandes,  cuvettes,  limitent  aux  petites  et  aux 
moyennes  batteries  l'emploi  des  éléments  de  ce  système. 

Dans  le  tableau  suivant,  nous  avons  réuni  les  principales  cons. 
tantes  relatives  au  plus  petit  type  et  à  un  des  plus  gros  types  de  la 
Société  française  des  Accumulateurs  Tribelhorn,  de  Marseille. 

Type 
Micro  A -6 

Diamètre  d'une  colonne,  en  millimètres 100  650 

Encombrement  d'une  batterie  de  110  voUs,  en 
millimètres  (y  compris  les  intervalles  entre  les 
trois  colonnes  pour  le  gros  type)  : 

I.ongueur 600  3 .  500 

Largeur 200  1 .000 

Hauteur 600  1 .  600 

Poids  approximatif  d'un  élément,  en  kilogr 

Sans  acide,  avec  emballage 1  65 

Acide  par  élément,  à  22°  B. 0,039  12,39 

Total 1,059  77,39 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents  ré- 
gimes : 

10  heures 2,6  250 

7       -     2,3  225 

5       —    2,0  200 

3       — 1,5  159 

Intensité  maxima  de  charge,  en  ampères 0,4  40 

1.  D'après  le  constructeur,  cet  excédent  ne  d(^passerail  pas  10  à  20  0/0,  môme 
pour  les  grandes  batteries. 


618 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Ces  accumulateurs  sont  également  fabriqués  en  Suisse,  à  Zurich 
et  Olten,  par  V  «  AccumulatorenwerkeTribelhorn  A.  G.  ». 

Accumulateurs  Valls.  —  Accumulateurs  Ghalmeton.  —  La  maison 
Valls,  puis  la  maison  Ghalmeton  ont  construit  successivement  les 


Fw.  3i>i.  —  Positive  Valls. 


mêmes  plaques  du  type  mixte  à  augets  pour  les  positives  et  du  type 
à  grille  empâtée  pour  les  négatives. 

La  plaque  positive,  représentée  en  figure  324,  est  coulée  en  plonnb 
doux,  puis  empâtée.  Le  support  est  constitué  par  une  plaque  de  plomb 
assez  épaisse  portant,  sur  ses  deux  faces  et  dans  les  deux  sens,  une 
série  de  rainures  très  rapprochées  ;  les  rainures  horizontales  sont 
inclinées  en  forme  d'augets;  les  rainures  verticales  sont  perpendi- 
culaires à  Tâme  de  la  plaque.  Ces  rainures  viennent  se  rencontrer  en 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMUIATEURS  619 

quinconce  sur  les  faces  opposées  de  réleclrode.  Des  nervures  assez 
épaisses  et  disposées  dans  les  deux  sens  viennent,  en  outre,  consoli- 
der la  plaque.  Celle-ci  porte  un  certain  nombre  de  perforations  des- 
tinées à  éviter  en  partie  la  déformation  de  Téleclrode  quand  le  plomb 
se  peroxyde. 


Fio.  32o.  —  Négalive  Valls. 

L'empâtage  est  comprimé  dans  toutes  les  cavités  ainsi  que  dans 
les  perforations  de  la  plaque. 

L'électrode  négative,  représentée  en  figure  325,  est  une  grille  en 
plomb  antimonieux  dans  laquelle  les  nervures  très  nombreuses  dans  les 
deu3^  sens  ne  possèdent  presque  pas  de  dépouille,  de  sorte  que  les 
pastilles  de  matière  remplissant  les  alvéoles  ont  sensiblement  la 
forme  de  petits  cubes. 

Ces  plaques,  surtout  employées  dans  les  applications  à  poste  fixe, 
sont  montées  d'une  façon  un  peu  spéciale.  La  figure  326  représente 
le  montage  avec  bac  en  verre  :  les  électrodes  positives  et  négatives 


620 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


sont  munies  de  queues  de  suspension  venant  reposer  sur  des  pièces 
en  plomb  antimonieux  appelées  collecteurs-pôle. 

Ces  pièces  portent  une  série  d'encoches  étroites,  dans  lesquelles 
les  queues  des  électrodes  de  même  polarité  sont  soudées,  et  une 


Fio.  32).  —  Élément  Valls. 


série  d'encoches  plus  larges  qui  reçoivent  des  isolateurs  en  porcelaine 
ayant  la  forme  indiquée  par  la  figure. 

Ces  isolateurs  supportent  les  queues  des  électrodes  de  polarité 
contraire  à  celles  qui  sont  soudées  dans  les  encoches  étroites. 

Les  collecteurs-pôle  sont  munis  à  leur  base  d'une  rainure  que  vient 
emboîter  le  bord  supérieur  du  bac  en  verre. 

Les  électrodes  négatives  portent  des  queues  de  suspension  simple. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  621 

Les  électrodes  positives  sont,  comme  le  représente  la  figure  326,  sou- 
dées en  plusieurs  points  (trois  dans  ce  cas)  à  une  barrette  horizon- 
tale en  plomb  antimonieux.  C*est  cette  barre  qui  porte  les  deux 
queues  de  suspension  de  Télectrode.  Cette  barre  est  munie,  en  outre, 
de  projections  formant  des  rainures  dans  lesquelles  on  place  les 
tubes  de  verre  qui  maintiennent  Técartement  des  plaques  et  qui 
viennent  reposer  dans  les  trous  de  supports  spéciaux  disposés  au 
fond  du  bac. 

Pour  les  gros  éléments,  lorsqu'on  fait  usage  de  bacs  en  bois 
imprégné  doublé  de  plomb, le  montage  est  le  même;  mais  les  collec- 
teurs-pôle, au  lieu  de  reposer  directement  sur  les  bords  du  bac,  y 
reposent  par  Tintermédiaire  d'une  lame  de  verre  placée  sur  le  bord 
du  bac. 

Dans  le  tableau  suivant  nous  avons  résumé  les  principales  cons- 
tantes de  deux  éléments  à  poste  fixe. 

Type  de  rélémeot 
A  8  A  15 

Nature  du  bac verre  bois  plombé 

Dimensions  extérieures  de  Télé- 

.  ment,  en  millimètres  : 

Hauteur 350  570 

Largeur 260  530 

Longueur 360  520 

Poids,  en  kilogrammes  : 

Des  électrodes 39  215 

De  Tacide  à  20°  B 19,7  104,4 

Total  de  Télémenl 69,7  384,4 

Capacité,  en  ampères-heures,  aux 
difTérents  régimes  : 

9  heures 261  1.305 

6      —     210  1.140 

3      —     174  900 

Intensité  normale  de  charge,  en 
ampères 29  145 

Pour  les  éléments  d'automobiles  (types  légers  et  très  légers),  les 
positives  sont  du  même  type  que  les  négatives  à  poste  fixe.  Afin  de 
retarder  la  chute  de  matière,  on  place  une  lame  mince  d'ébonite  per- 
forée sur  chaque  plaque.  On  met  en  outre,  entre  les  plaques,  des 
séparateurs  en  ébonite  perforée  et  ondulée  pour  maintenir  Técarte* 
ment. 

Les  bacs  et  leurs  couvercles  sont  en  ébonite.  Le  tableau  suivant 


622  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

donne  les  caractéristiques  principales  d*un  élément  du  type  très 
léger. 

Nombre  de  plaques 43 

Dimensions  des  plaques  en  millira.  : 

Largeur 145 

Hauteur 145 

Dimensions   (extérieures    du  bac,    en 
millimètres  : 

Longueur 100 

Largeur 75 

Hauteur ' 220 

Poids,  en  kilogrammes  : 

Des  électrodes 5,2 

Du  liquide  et  du  récipient 2,3 

Total  de  l'élément '  8,0 

Capacité,  en  ampères-heures,  au  régime 

de  5»*  30 85 

Aocnmolateurs  de  Khotinsky.  —  Accomulatears  Pnlvis  :  Compagnie 
française  pour  la  Pulyérisation  des  métanz,  Compagnie  générale 
d'Électricité.  —  Ces  Sociétés  ont  successivement  construit  une  plaque 
du  type  mixte,  en  plomb  doux  empâté.  Lequadrillage  en  plomb  doux 
est  obtenu  parle  procédé  de  Khotinsky*,  qui  consiste  à  forcer  du 
plomb  rendu  mou  par  Faction  de  la  chaleur  à  passer  au  travers  d'une 
matrice  ayant  la  forme  que  Ton  désire.  C'est  un  procédé  analogue  à 
celui  qui  est  employé  dans  la  fabrication  des  tuyaux  en  plomb. 

A  cet  effet,  on  emploie  une  presse  hydraulique  qui  comprime  le 
plomb  à  environ  2.400  kilogrammes  par  centimètre  carré. 

Une  électrode  est  constituée  d'un  certain  nombre  de  rubans  indé- 
pendants placés  dans  le  sens  horizontal  et  réunis  à  leurs  deux  extré- 
mités par  des  barrettes  coulées  directement  dans  un  moule  sur  ces 
extrémités.  Entre  chaque  ruban,  on  laisse,  dans  le  sens  vertical,  un 
jeu  de  quelques  millimètres  pour  permettre  la  dilatation  dans  ce 
sens. 

Chaque  ruban  est  composé  d'une  âme  pourvue  sur  ses  deux  faces 
de  nervures  longitudinales  par  rapport  au  ruban  et  qui,  par  consé- 
quent, sont  disposées  dans  le  sens  de  la  largeur  de  la  plaque.  Les 
nervures  ont  une  forme  différente  suivant  les  applications.  En  géné- 
ral la  forme  de  nervures  en  queue  d*aronde  représentée  en  figure  328 
est  réservée  pour  les  négatives  ;  pour  les  positives,  on  emploie  de 

1.  Brevet  français  170514,  du  6  août  1885. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


C23 


préférence  la  forme  représentée  en  figure  327,  avec  nervures  à  sec- 
tion trapézoïdale. 

L'empâtage  employé  ici  est  un  peu  spécial.  On  se  sert  à  cet  eiïet 
d'un  mélange  de  poudre  de  plomb  et  de  pierre  ponce.  La  poudre  de 
plomb  excessivement   fine  est  obtenue  par  le  procédé  suivant  :  le 


C  I  I  I  I  3 


FiG.  327  et  3*28.  —  Profils  de  plaques  Pulvis. 

plomb  amené  à  Tétat  de  fusion  est  conduit  dans  un  ajutage  métal* 
lique  au  travers  dqquel  il  s'écoule  en  un  jet  extrêmement  fin.  Il  est 


-s^ 


Fio.  329.  —  Ëlément  Pulvis  en  élévation. 


violemment  brisé  à  sa  sortie  par  un  jet  d'air  chaud  et  comprimé  qui 
le  réduit  à  l'état  de  poussière.  Ces  poussières  se  déposent  dans  une 
série  de  chambres,  puis  sont  enfin  reprises  et  conservées  dans  des 
caisses  hermétiquement  closes,  de  façon  à  éviter  toute  oxydation 
jusqu'au  moment  du  mélange  avec  la  pierre  ponce.  C'est  ce  mélange 
qui,  malaxé  à  sec,  puis  imbibé  d'eau,  sert  à  garnir  les  plaques. 

Le  montage  des  éléments  à  poste  fixe  se  fait  comme  Tindiquen  t 
les  figures  3i9  et  330,  qui  se  rapportent,  la  première  à  une  coupe  en 
élévation  et  la  seconde  à  une  coupe  en  plan.  Les  plaques  sont  sus- 


624 


LES  ACCUMULATKURS  ÉLECTRIQUES 


pendues  par  des  crochets  qu'elles  portent  à  la  partie  supérieure  '  sur 
des  dalles  en  verre  qui  sont  inclinées  et  reposent  dans  les  rainures 
de  deux  châssis  en  plomb.  L'écartement  des  plaques  est  assuré  par 
des  tubes  de  verre  portant  à  la  partie  supérieure  un  épaulement  qui 
les  soutient  sur  deux  plaques  voisines.  Les  petits  éléments  sont  mon- 


Fio.  330.  —  Coupe  en  plan  d'un  élément  Pulvis. 

tés  avec  bacs  en  verre  ;  pour  les  plus  gros,  on  se  sert  de  bacs  en  bois 
doublé  de  plomb. 

Les  principales  constantes  relatives  à  deux  éléments  à  poste  fixe 
de  la  Compagnie  générale  d'Électricité  sont  les  suivantes  : 

Type  de  l'élément 


Nature  du  bac 

L9 

verre 

259 
370 
390 

63 
26,4 

89,4 

300 
275 
245 
210 
185 
160 
130 

40 

P19 
bois  plombé 

545 
560 
510 

280 

Dimensions  extérieures  du  bac, 
en  millimètres  : 

Longueur 

Largeur 

Hauteur 

Poids,  en  kilogrammes  : 

De  Téléraent  emballé 

De  l'acide  à  24o  B 

Total 

Capacités  en  ampères-heures 
différents  régimes  : 
10  heures 

aux 

120 
400 

1.350 

8      -     

1.236 

6      —     

1.102 

4      —     

944 

3      —     

832 

2      —     

720 

1        -     

584 

Intensité  normale  de  charge, 
ampères 

en 

206 

1.  La  Compagnie  Française  pour  la  Pulvérisation  des  métaux  plaçait  ces 
crochets  à  peu  près  aux  deux  tiers  de  la  hauteur  des  plaques,  tandis  que  la  Com- 
pagnie générale  d'Electricité  les  dispose  à  la  partie  supérieure. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


625 


Accumulateurs  B.  6.  S.  (Société  des  Voitures  électriques  et  Accumu- 
lateurs, systèmes.  6.  S.). —  Ces  éléments  sont  spécialement  destinés 
aux  automobiles  électriques.  Les  plaques  sont  du  type  à  oxydes  rap- 
portés. Les  positives  et  les  néga- 
tives sont  semblables  ;  elles  ne 
diffèrent  que  par  Tépaisseur. 
Elles  sont  constituées  par  une 
grille  en  plomb  antimonieux  et 
en  deux  parties  rapportées,  la 
section  des  barreaux  assemblés 
formant  deux  triangles  réunis  au 
sommet.  Les  alvéoles  sont  en 
forme  de  grands  losanges  (20  mil- 
limètres sur  20  millimètres  envi- 
ron) ;  on  les  empâte  de  matière 
active,  puis  on  perfore  chacun 
d'eux  de  neuf  trous  de  1  milli- 
mètre de  diamètre. 

La  figure  331,  qui  représente 
un  élément  monté,  avec  partie  du 
bac  enlevée,  montre  Taspect  de 
ces  plaques. 

Les  positives  ont  ordinaire- 
ment 4  millimètres  d'épaisseur, 
et  les  négatives,  3  millimètres. 

Le  montage  est  effectué  dans 
un  bac  en  ébonite;  les  plaques  reposent  sur  deux  tasseaux  en 
même  matière  ayant  15  millimètres  de  hauteur.  Les  séparateurs 
sont  des  feuilles  d'ébonite  perforée  munies  de  chaque  côté  de 
quatre  nervures  verticales.  Le  bac  est  fermé  par  un  couvercle  en 
deux  pièces  se  montant  et  se  démontant  facilement.  Les  plaques 
de  même  polarité  sont  réunies  par  soudure  à.une  barrette  de  plomb 
qui  porte  le  téton  de  prise  de  courant;  celui-ci,  entouré  d'une  bague 
de  caoutchouc,  traverse  le  couvercle.  Les  connexions  d'élément  à 
élément  sont  soudées  ou  bien  réunies  par  un  serre-file  afin  de  faci- 
liter le  démontage. 

D'après  des  indications  fournies  en  1900',  les  principales  cons- 


FiG.  331.  —  Élément  B.  G.  S. 


i.  Éclairage  électrique,  l.  XXV,  p.  423  ;  15  décembre  1900. 


40 


636  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

tantes  relatives  à  un  élément  pour  automobiles  seraient  les   sui* 
vantes  : 

Type  d'élément 
V29 

Nombre  de  plaques 29 

Dimensions  d'encombrement,  en  millimètres  con- 
nexions comprises;  : 

Longueur 207 

Largeur 112 

Hauteur 290 

Poids  de  plaques,  en  kilogrammes 11,31 

—    total  de  Télément  en  kilogrammes 16,90 

Capacités, en  ampères-heures, aux  différents  régimes: 

10  heures 260 

5      — 230 

3      —     202 


Un  élément  pour  inflammation  des  moteurs  a  comme  caractéris- 
tiques : 

T\^  d'élémeiit 
A  il 

Nombre  de  plaques Il 

Dimensions  d^encombrement  en  millimètres  (con- 
nexions comprises)  : 

Longueur 110 

Largeur 78 

Hauteur 170 

Poids  total  de  l'élément,  en  kilogrammes 3,275 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents  régimes  : 

166  heures 83 

10      —     47 

5      —     41 

3      —     36 


AocumnlateuFfl  Julien  (Société  Puissance  et  Ljimière,  Société  TElec- 
trique  de  Bruxelles).  —  Les  premières  plaques  Julien  étaient  du  type 
à  oxydes  rapportés.  Le  support  en  plomb  inoxydable  (alliage  con- 
tenant 93  0/0  de  plomb,  3,5  0/0  d'antimoine  et  1,5  0/0  de  mercure) 
était  constitué  par  une  grille  à  barreaux  triangulaires.  On  donnait 
aux  nervures  horizontales  une  petite  concavité,  de  sorte  que  les 
alvéoles  avaient  la  forme  d'augets,  dans  lesquels  on  logeait  la  ma- 
tière active;  chaque  pastille  de  matière  active  était  perforée  d'un 
trou  au  centre. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


627 


Pour  les  applications  à  la  traction,  les  deux  sociétés  ci-dessus 
construisent  le  système  dénommé  «  monobloc  )>*. 

Dans  ce  système,  Télectrode  positive  est  du  type  à  grande  sur- 
face et  constituée  par  la  superposition  des  feuilles  de  plomb  ondulées 
(Voir  fig,  33i  et  335),  dont  les  ondulations  se  croisent  de  manière  à 
ménager  entre  elles  Tintervalle  nécessaire  à  la  circulation  de 
Télectrolyte. 

Ces  feuilles  ont  O^^ïO  à  0'"°>,75  d'épaisseur  ;  la  hauteur  des  ondu- 


FiG.  332,  333,  334  et  335.  —  Électrodes  de  Taccuinulateur  Monobloc. 

lations  est  de  2  millimètres  et  leur  distance  de  4  millimètres. 
Elles  sont  découpées  comme  l'indique  la  figure  335,  puis  soudées 
par  leurs  bords  de  façon  à  former  un  bloc.  La  formation  de  cette 
électrode  peut  être  accélérée  en  trempant  préalablement  les  feuilles 
dans  une  pâte  fluide  de  peroxyde  provenant  de  vieilles  plaques. 

Les  plaques  négatives  sont  constituées  par  les  cylindres  creux  L 
{fig,  333  et  334)  en  litharge  coulée,  dans  lesquels  les  conducteurs  C 
sont  entrés  à  frottement.  Chacun  des  cylindres  négatifs  vient  se 
loger  dans  un  des  compartiments  O  du  bloc  positif.  Des  séparateurs 
cylindriques  en  ébonite  ondulée  et  perforée  sont  placés  dans  les 
intervalles. 

La  surface  active  positive  peut  atteindre  environ  45  décimètres 
carrés  par  kilogramme  de  bloc  positif.  La  surface  négative  est  envi- 
ron le  1/16  de  celle-ci. 


Brevet  anglais  21956,  du  3  octobre  1896;  —  Accumulateur  Julien. 


628  LE^  AOCt'MrLATELRS  ÉLECTRIQL'ES 

Voici  quelques  constantes  relatires  à  an  élément  de  ce  système  '  : 

Dimensions  ext»*rieures  du  Moc  positif,  en  mm  : 

Hauteur 240 

Longueur ITfî 

Lanceur 142 

Nombre  de  feuilles  superposées lâO  * 

Nombre  de  cylindres  n»^çalifs 4X5=  20 

Poids  en  kib»2rammes  du  bloc  positif 11,2 

~  —  des  cylindres  négatifs 6,185 

—  —  du  bac  en  ébonile 1,20 

—  —  total  de  l'élément 23 

Capaoilé,  en  ampères-heures,  au  régime  de  75  amp.  206,9 

Pour  le  montage,  le  bloc  positif  repose  directement  sur  le  fond  du 
bac  en  ébonite  ;  les  cylindres  négatifs,  réunis  par  soudure  à  une 
barrette  en  plomb  qui  porte  la  prise  de  courant,  reposent  sur  le 
fond  par  Tintermédiaire  de  pieds  isolants. 

Accumulateurs  Aigle  (Compagnie  française  de  l'Accamnlateor 
Aigle).  —  Les  plaques  de  ces  éléments  sont  du  type  à  grille  empà> 
tée.  La  plaque  J,  de  198  millimètres  de  hauteur,  85  millimètres  de 
largeur  et  3  millimètres  d'épaisseur,  possède  un  quadrillage  à  douze 
alvéoles  rectangulaires,  chaque  alvéole  étant  lui-même  divisé  en  trois 
parties  par  de  petites  barrettes  destinées  à  maintenir  la  matière  active. 
Los  poids  respectifs  de  quadrillage  et  de  matière  active  sont  donnés 
par  les  valeurs  suivantes  : 

Plaque  positive  Plaque  négratire 

Poids  de  la  grille 170  grammes      470  grammes 

Poids  de  matière  active  empdtée 160        —  185        — 

Poids  total  de  la  plaque 330        —  355        — 

La  matière  active  est  introduite  à  Tétat  de  poudre  sèche. 

On  comprime  hydrauliquement,  ce  qui  a  pour  effet  d'appliquer  en 
même  temps  sur  la  matière  active  un  certain  nombre  de  saillies  qui 
forment  ainsi  des  crochets  retenant  cette  matière. 

Les  plaques  du  type  Ca  sont  d'une  construction  semblable,  mais 
les  alvéoles  sont  plus  petits.  La  plaque,  de  194  millimètres  de  hau- 
teur, 108  millimètres  de  largeur  et  3"*,5  d'épaisseur,  possède 
vingt-huit  alvéoles. 

1.  D'aprôs  Zat'harias,  Die  Akkumulatoren^  p.  55. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMUIATKURS  629 

Les  poids  respeclifs  de  grille  et  de  matière  active  sont  les  suivauts  : 

PUque  positive  Plaque  négative 

Poids  de  la  grille 238  grammes      238  grammes 

Poids  de  matière  empâtée 263        —  292        — 

Poids  total  de  la  plaque 501        —  530       — 

Ces  deux  types  de  plaques  sont  employés  dans  les  applications 
de  traction. 

Pour  les  éléments  à  poste  fixe,  on  fait  usage  ^  de  plaques  positives 
possédant  une  âme  striée  ayant  sur  ses  faces  des  saillies  convena- 
blement espacées.  Les  intervalles  sont  remplis  de  matière  et  on 
comprime  de  façon  à  rabattre  ces  saillies  sur  la  matière.  Les  plaques 
négatives,  de  dimensions  220  millimètres  de  hauteur,  180  milli- 
mètres de  largeur  et  6  millimètres  d'épaisseur,  pèsent  1.735  grammes. 

Elles  sont  constituées,  comme  les  plaques  de  traction,  à  Taide  de 
grilles  remplies  de  matière  active  à  la  presse  hydraulique.  Les  posi- 
tives, de  mêmes  dimensions  que  les  négatives,  mais  d'épaisseur 
10  millimètres,  ont  les  poids  suivants  : 

Quadrillage  à  âme  en  plomb  doux 2.500  grammes 

Matière  active 600       — 

Poids  total 3.100        — 

Les  éléments  pour  automobiles  sont  montés  avec  bacs  en  ébonite  ; 
les  plaques,  reposant  sur  des  tasseaux,  sont  reliées  entre  elles  par 
soudure  à  des  barrettes  en  plomb.  Les  séparateurs  sont  en  ébonite 
perforée  ;  ils  sont  munis  de  nervures  verticales  sur  les  deux  faces.  Les 
valeurs  suivantes  montrent  les  principales  caractéristiques  des  élé- 
ments les  plus  employés  pour  les  automobiles. 

Type  de  l'élément 
J  14 

Dimensions  extérieures  de  Télément,  en  mm  :  — 

Longueur 218 

Largeur 97 

Hauteur  (connexions  comprises) 320 

Poids  total  de  l'élément,  en  kilogrammes 15,0 

Capacité,  en  ampères-heures,  au  régime  de  5  heures.  180 

Acoamulateurs  Moutarde.  —  Ces  accumulateurs,  dont  les  plaques 
sont  du  type  à  oxydes  rapportés,  se  distinguent  principalement  par 

1.  Brevet  français  307573,  du  29  janvier  1901. 


630 


LES  ACCUMULATELRS  ÉLECTRIQUES 


la  disposition   concentrique  des  électrodes  et  par  le  montage  de 
celles-ci. 

Chaque  électrode  est  constituée  par  un  cylindre  armé  de  nervures 
sur  une  face  seulement.  Pour  les  plaques  positives,  ces  nervures 
occupent  la  surface  interne  du  cylindre,  tandis  qu'elles  occupent  la 
surface  externe  dans  le  cylindre  négatif.  La  forme  des  nervures  est 

également  différente  dans  les 
deux  cas  :  les  nervures  de  l'élec- 
trode négative  ont  une  section  en 
forme  de  T,  de  façon  à  retenir  la 
matière  active  dans  des  alvéoles 
en  queue  d'ardnde  ;  les  nervures 
du  cylindre  positif  ont,  au  con- 
traire, une  section  trapézoïdale 
avec  la  petite  base  à  la  surface. 
La  malière  active  est  empâtée 
dans  les  alvéoles  ainsi  établis  et 
forme  une  série  de  bagues  ou 
d'anneaux  superposés  verticale- 
ment. 

Cette  disposition  cylindrique  , 
avec  la  matière  active  garnissan  t 
la  paroi  interne  pour  les  posi- 
tives, a  été  adoptée  dans  le 
but  d'obtenir  une  augmentation 
d'adhérence  de  la  matière  par  l'elTet  du  foisonnement. 

Le  montage  d'un  élément  est  effectué  comme  le  représente  la 
figure  33i\.  C'est  le  plus  grand  cylindre  positif  qui  sert  en  même 
temps  de  bac.  Dans  le  montage  concentrique  des  électrodes,  on  dis- 
pose un  cylindre  positif  à  l'intérieur  du  cylindre  négatif  suivant,  en 
intercalant  entre  eux  un  manchon  ou  fourreau  en  matière  isolante  et 
inattaquable  à  l'acide.  Les  différents  cylindres  de  même  polarité 
étant  reliés  entre  eux  par  des  barrettes  de  connexion  en  plomb,  on 
obtient  ainsi  un  ensemble  rigide. 

On  remarque  sur  l'élément  de  la  figure  ^36  un  trou  de  vidange  à 
la  partie  inférieure;  cet  orifice  permet  de  vider  l'appareil  pour  le 
laver  et  enlever  le  dépôt  de  matière  sans  démonter  les  plaques.  Un 
couvercle  en  matière  transparente  empêche  les  projections  d'acide, 
tout  en  laissant  passer  les  gaz. 


FiG.  336.   —  AccuiTiuIateur  Moutonlc. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


631 


Les    principales  constantes  de  deux  éléments  à  poste  fixe  sont 
données  par  le  tableau  suivant  : 


Diamètre  extérieur,  en  millimètres 

Hauteur  des  cylindres,  en  millimètres... 
Poids  des  électrodes,  en  kilogrammes  . . . 

—  de  Tacide  à  25°  B.,  en  kilogrammes. 

—  total,  en  kilogrammes 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  diffé- 
rents régimes  : 

10  heures 


4      —    

Intensité  de  charge,  en  arap«»res 


Ty^pe  de  l'élément. 

n-  10 

O-20 

260 

.  458 

300 

560 

36,7 

194 

13,:} 

77,4 

50 

271,4 

250 

1.250 

213 

1.063    ' 

197 

988 

41,7 

208 

I 


v_ 


Accumulateurs  de  la  Société  Gramme.  —  Depuis  trois  ans  cette 
Société  possède  un  atelier  spécial  de  fabrication  des  accumulateurs . 

1"  Plaques,  —  Les  plaques  à 
poste  fixe  sont  construites  de 
dimensions  100x100  à  400  X  400. 

Les  plaques  positives,  à  partir 
de  150  millimètres,  .sont  du  type 
mixte.  Elles  sont  constituées  par 
un  quadrillage  coulé  en  plomb 
pur  et  muni  de  nervures  horizon- 
tales profondes  ;  chaque  rainure 
a  comme  profondeur  l'3  de 
l'épaisseur  de  la  plaque,  soit  3  à 
5  millimètres  suivant  les  plaques, 
et  0"'",8  de  largeur.  Ces  plaques 
sont  empâtées  de  matière  active. 

Les  plaques  positives  de  di- 
mensions 100  X  100  sont  du  type 
Faure.  Comme  les  négatives  de 
toutes  dimensions,  elles  sont  cons- 
tituées par  une  grille  en  plomb 
antimonieux  possédant  de  petits 
alvéoles  garnis  de  matière  active. 

Les  plaques   pour  éléments  de  traction  sont  également  du  type 
Faure.  Ce  sont  des  grilles  en  plomb  antimonieux,  de  S"", 5  d*épais- 


y/i:i:;^cii?^c:^?^i:^^ — :^ — i 


(r::^:^:::^^:::^^:::^^:^::^^^::^ 


-y Z/ 7/ '2/ '2/ — 2/ Zd 

FiG.  337.  —  Plaque  à  grille  Gramme, 


632  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

seur,  ayant  la  forme  donnée  parla  figure  337.  Les  barreaux  de  cette 
grille  sont  triangulaires,  la  base  du  triangle  étant  située  à  la  surface 
de  la  plaque.  Cette  grille  est  empâtée. 

2<>  Eléments.  —  Dans  les  éléments  à  poste  fixe,  les  plaques  sont 
jumellées,  et  Tensemble  est  posé  sans  aucun  autre  support  sur  les 
bords  des  bacs.  Les  plaques  des  éléments  d'extrémités  ou  de  réduc- 
tions sont  munies  de  longues  queues  en  plomb  que  Ton  réunit  en 
faisceaux  et  sur  lesquelles  on  soude  à  Tétain  le  câble  de  prise  de 
courant. 

Les  plaques  sont  maintenues  à  leur  écartement  par  des  crochets 
en  verre  posés  sur  des  baguettes  en  verre  appuyées  sur  les 
bacs. 

Avec  ces  éléments,  on  peut  obtenir  une  capacité  massique  de 
3,9  ampères-heures  par  kilogramme  d'électrodes  au  régime  de 
six  heures,  ou  2,2  ampères-heures  au  régime  d'une  heure. 

Pour  les  éléments  de  traction,  les  bacs  sont  en  ébonite  et  à  ferme- 
ture étanche.  On  obtient  comme  capacité  massique  avec  ces  éléments 
16,2  -ampères-heures  par.  kilogramme  d'électrodes  au  régime  de 
six  heures. 

Les  plaques  sont  séparées  entre  elles  par  des  plaques  en  ébonite 
perforée,  munies  de  nervures. 

Les  éléments  d'allumage  sont  montés  avec  les  plaques  100  X  100, 
d'épaisseur  3  et  4  millimètres.  Les  bacs  sont  en  ébonite  ou  en 
celluloïd  ;  les  séparateurs  sont  en  ébonite  ondulée  et  perforée. 

Accumulateurs  Peyrusson.  —  L'élément  se  compose  d'une  seule 
positive  et  d'une  seule  négative,  qui  affectent  la  forme  cylindrique  et 
sont  concentriques. 

L'électrode  positive  est  constituée  par  une  tige  centrale  A  [fig.  338 
et  339),  qui  sert  de  connexion  et  autour  de  laquelle  sont  soudés  de 
nombreux  feuillets  rayonnants,  de  O^^ïS  d'épaisseur.  Ces  feuillets 
sont  encastrés  dans  des  culots  de  plomb  B  et  C  en  haut  et  en  bas, 
de  façon  à  former  un  bloc  rigide. 

Pour  construire  la  négative,  on  prend  une  feuille  en  plomb  de 
0°*",o  d'épaisseur,  qu'on  plisse  en  éventail  et  qu'on  roule  ensuite  en 
forme  de  cylindre.  Les  plis  internes  D,  E,  F,  etc.,  possèdent  des 
fentes  afin  de  permettre  la  circulation  du  liquide.  Deux  couronnes 
massives,  l'une  à  la  partie  supérieure,  l'autre  à  la  partie  inférieure, 
donnent  à  la  négative  la  rigidité  nécessaire;  la  couronne  supérieure 
porte  la  prise  de  courant  I. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMUIATEURS 


633 


Le  vase  cylindrique  est  en  grès  ou  en  verre.  L'ëcarlement  des 
deux  électrodes  est  maintenu  par  deux  petites  coupelles  en  porce- 
laine J,  K,  Tune  placée  à  la  partie  supérieure,  et  Tautre,  à  la  partie 
inférieure.  Les  deux  électrodes  reposent  en  outre  sur  des  rondelles  de 
caoutchouc,  de  manière  à  éviter  les  chocs.  Le  bac  est  fermé  par  un 
couvercle  qui  laisse  passer  les  prises  de  courant. 


Fio.  338  et  339. 
Accumulateur  Peyrasson. 


FiG.  340.  —  Plaque  Phœbus. 


Accumulateurs  Phœbns  (A.  Kaindler,  constructeur).  —  Ces  accu- 
mulateurs ont  leurs  plaques  à  oxydes  rapportés.  Le  support  en 
plomb  antimonié  est  représenté  en  figure  340.  Il  est  composé  de  deux 
grilles  parallèles  dont  Técartement  est  maintenu  constant  au  moyen 
d'entretoises  passées  dans  des  trous  en  nombre  variable,  suivant  les 
dimensions  des  plaques.  La  matière  active  rapportée  remplit  ainsi 
les  alvéoles  des  grilles  etTespace  intermédiaire. 

La  figure  341  montre  le  mode  de  montage  adopté  pour  les  éléments 
à  poste  fixe.  Le  bac  est  en  bois  plombé  ;  les  plaques  reposent  sur 
des  tasseaux  isolants  placés  sur  le  fond  du  bac  et  qui  sont  munis 
d'un  certain  nombre  de  cannelures  pour  le  logement  des  plaques. 
A  la  partie  supérieure  sont  disposées  deux  traverses  isolantes  qui 
portent  des  rainures  et  guident  les  plaques  en  assurant  leur  écarte- 
ment.  Les  tasseaux  et  les  traverses  supérieures  sont  reliés  par  des 


634 


LES  ACCUMULATEURS  ELECTRIQUES 


cadres  et  des  écrous  en  plomb  aniimonié.  Les  plaques  de  même 
polarité  sont  reliées  entre  elles  par  des  boulons  ^ 


Fio.  341.  —  Accumulateur  Phœbus. 


Dans  le  tableau  suivant,  nous  avons  réuni  quelques  constantes 
relatives  à  un  élément  pour  automobiles. 

Type  de  l'élémenl 
B 

Nombre  de  plaques 13 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Largeur 100 

Hauteur 190 

Dimensions  des  alvt'^oles,  en  millimètres 23  X  23 

Poids,  en  kilogrammes,  des  électrodes 9,49 

—                 —                total  de  l'élément 13,21 

Capacité,  en  ampères-heures,  au  régime  de  5  heures  : 

Avec  acide  à  3oo  B.  tin  charge 131,1 

—       —     à  20O  B.        —         102,6 


1.  Dans  une  nouvelle  fabrication,  les  plaques  sont  coulées  d'une  seule  pièce  et 
les  deux  grilles  sont  entretoisées  par  des  traverses  pleines  venues  de  fonte  qui 
divisent  la  hauteur  de  la  plaque  en  sections  égales.  Quant  aux  connexions  des 
plaques  entre  elles,  elles  se  font  actuellement  par  soudure  à  une  barrette  de 
plomb,  ppur  les  éléments  à  poste  fixe. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


635 


Accumulateurs  Peigne  (Société  électrique  du  Nord) .  —  Les  plaques 
positives  appartiennent  au  type  mixte.  Elles  sont  constituées  par  la 
juxtaposition  d'une  série  de  lamelles  en  plomb  doux  coulé  dont  les 
deux  faces  sont  creusées,  comme  le  montre  la  figure  342,  de  cavités 


Fio.  342.  —  La-     Fio.  3»3.  —  Positive  Peigne,        Fig.  341.  —  Positive  Peigne, 
melle-Peigne.  type  A.  type  B. 


rectangulaires  qui  donnent  à  chaque  lamelle  Taspect  d'un  double 
peigne.  Ces  lamelles  sont  empâtées,  juxtaposées,  puis  assemblées  à 
la  partie  supérieure,  de  façon  que  leur  plus  petite  épaisseur  se 
trouve  dans  le  sens  de  la  largeur  de  la  plaque.  La  figure  343  montre 
Taspect  d'une  positive  du  type  A  terminée. 

Les  plaques  négatives  sont  de  construction  identique;  seule  la 
forme  des  cavités  des  lamelles  est  un  peu  modifiée. 

Pour  les  plaques  de  plus  grandes  dimensions  (type  B),  chaque 
plaque  est  formée  par  la  superposition  de  deux  rangées  de  lamelles 
soutenues  par  des  enlretoises,  comme  rinditjue  la  figure  344. 

Pour  le  montage  des  éléments,  on  emploie  comme  négatives 
extrêmes  des  plaques  plus  minces  que  les  autres.  Dans  les  bacs  en 


636  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

verre  les  plaques  reposent,  par  les  talons  qu'elles  portent  à  la  partie 
supérieure,  directement  sur  les  bords  de  ces  bacs.  Les  plaques  de 
même  polarité  sont  reliées  entre  elles  par  boutonnage. 

Le  tableau  suivant  résume  quelques  constantes^  relatives  à  deux 
éléments  de  cette  Société. 

Type  de  l'élément 
As  iH 

Nombre  de  plaques il              47 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Largeur 120  420 

Hauteur 200  400 

Épaisseur 20             15 

Poids,  en  kilogrammes  : 

D'une  positive 2,90         13,60 

—  négative  intermédiaire 2,8i         13,60 

—  —        extrême 1 ,50  8,70 

De  plaques  dans  Télément 28,86       221,40 

'  Surface  totale  active  d'une  positive,  en  dm*  10  52 

Capacité  de  Télément,  en  ampères-heures, 
aux  difTérents  n'^gimes  : 

10  heures 150        1.200 

5     —      125         1.000 

3     ~      99  780 

Concentration    de  l'acide   fin  charge,  en 
degrés  B 26  26 

Accumulateurs  Barbier.  —  Les  plaques  de  ces  éléments,  construits 
par  la  maison  Gourd  et  Dubois,  sont  du  type  Faure. 

Le  support,  en  plomb  antimonié,  est  formé  par  la  réunion  de  deux 
cuvettes  à  arêtes  très  arrondies  et  dont  les  grandes  faces  sont  garnies 
de  pointes  coniques  venues  de  fonte  avec  elles.  Ces  cuvettes  sont,  en 
outre, percées  de  trousde3"'",5  de  diamètre  environ, symétriquement 
disposés  entre  les  pointes.  Les  cuvettes  sont  remplies  de  poudre  de 
plomb  très  finement  divisé,  puis  elles  sont  assemblées  de  telle  sorte 
que  les  pointes  d'un  côté  se  présentent  en  face  des  trous  du  côté 
opposé.  Celte  disposition  est  nettement  représentée  parla  figure 343, 
qui  montre  un  élément  à  trois  plaques  en  perspective  et  en  coupe. 

Les  pointes  pénètrent  dans  la  masse  de  matière ' active  et  répar- 
tissent le  courant.  Après  assemblage,  les  cuvettes  sont  soudées  sur 
tout  leur  pourtour  et  on  les  munit  d'une  queue  de  prise  de  courant. 
La  figure  346  représente  une  plaqae  terminée. 

i.  Éclairage  électrique,  i.  XXIX,  p.  219;  9  novembre  1901. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  637 

Dans  le  montage  d'un  élément  [fig.  345),  on  fait  reposer  les  plaques 
directement  sur  des  tasseaux  triangulaires  placés  au  fond  du  bac  et 
présentant  des  rainures  dans  lesquelles  s'engagent  les  plaques.  La 
réunion  des  plaques  de  même  polarité  se  fait  par  soudure  à  une 
barrette  en  plomb. 


Fio.  345.  —  Élément  Barbier. 


Fig.  346.  —  Plaque  Uarbier. 


Accumulateurs  Fredet.  —  Ces  éléments,  présentés  à  l'exposition 
de  la  Société  française  de  Physique,  en  4902,  sont  du  type  Faure,  à 
oxydes  rapportés.  Les  plaques  sont  enveloppées  soit  d'une  toile  de 
plomb  ',  soit  d'un  cloisonnement  poreux  ^. 

1*  Accumulateurs  avec  enveloppe  en  toile  de  plomb  ou  d'alliage 
de  plomb.  —  Les  électrodes  de  cet  accumulateur  sont  enveloppées 
d'une  chemise  en  toile  de  plomb  ou  d'alliage  de  plomb.  Cette  chemise 
est  fixée  aux  deux  faces  de  l'électrode  à  l'aide  de  rivets  venus  de 
fonte  aux  points  de  croisement  des  nervures  de  l'électrode. 

Les  figures  347  et  3\8  montrent  la  disposition  employée:  a  est  la 
grille  munie  sur  ses  deux  faces  de  nervures  b;  les  alvéoles  c  sont 
remplis  de  matière  active  d;  e  est  la  queue  de  prise  de  courant; 
la  toile  de  plomb  enveloppe  /*  est  ii\ée  par  des   rivets  g  venus  de 

1.  Brevet  français  319528,  du  12  mars  1902. 

2.  Brevet  français  319529,  du  12  mars  1902. 


638 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


fonte  et  aussi  sur  les  côtés,  par  des  baguettes  de  serrage  A  assemblées 
par  les  rivets  g\ 

Les  mailles  de  celte  toile-enveloppe  sont  suffisamment  faibles,  en 
vue  d'empêcher  la  désagrégation  de  la  matière  active. 


^^iO'l''^ 


Fio.  347  et  348.  —  Plaque  Fredet  à  enveloppe  en  toile  de  plomb. 

D'une  brochure  publiée  par  Tauieur  à  l'occasion  de  Texposition  de 
la  Société  Française,  nous  extrayons  les  passages  suivants  relatifs 
à  ces  éléments  : 


POIDS 

DURÉE 

CAPACITÉ 

INTENSITÉ 

CAPAUTE 

TYPE 

delà 

INTENSITÉ 

MASSIQCE 

MASSIVCB 

DE    l'ÉLÊME.'VT 

4Vlectr«4et 

DÉCHARGE 

eo 

en  ampères 

ea 

eo  kg 

heures 

iipères-keim 

kf4'f)fdN4es 

M4>lc(lrtta 

16.5 

10 

166 

i,n 

19,5 

7  plaques 

8,5 

i 

0,5 

32 

96 

3,76 

11,29 

180X140  mm. 

66 

66 

7,76 

7,76 

100 

50 

11,7 

5,85 

13  plaques 
180X  140  mm. 

17 

5,5 
3,75 

35 
43 

60 

280 
237 
225 

2,05 
2,52 
3,52 

16,47 
13,91 
13,23 

13  plaques 

•>*; 

8 

49 

392 

1,96 

15,68 

18.»  X 100  mm. 

..> 

4 

85 

340 

3,4 

13,6 

MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


639 


2°  Accumulateurs  à  cloisons  poreuses,  —  Dans  cet  accumulateur, 
les  électrodes  sont  séparées  les  unes  des  autres  par  des  cloisons 
poreuses,  très  perméables  aux  liquides.  Ces  cloisons  peuvent  être 
en  porcelaine  des  filtres,  porcelaine  d'amiante,  toile  d'amiante,  etc. 
L'auteur  emploie  de  préférence  la  porcelaine  d'amiante. 


Fio.  349  et  350. 
Plaque  Fredet  avec  cloison  poreuse. 


Fio.  331.  —  Mon-  Fio.  352.  —  Mon- 
tage avec  pla-  tage  avec  vases 
ques    poreuses.       poreux. 


Les  figures  349  et  350  se  rapportent  à  une  des  dispositions  em- 
ployées :  les  plaques  poreuses  /*,  indépendantes  les  unes  des  autres, 
sont  munies  sur  leurs  deux  faces  de  rainures  verticales  et  horizon- 
tales r,  de  manière  à  faciliter  la  circulation  du  liquide  ;  elles  sont 
appliquées  exactement  contre  les  faces  des  électrodes  a  garnies  de 
matière  active  d. 

On  peut  aussi  monter  chaque  électrode  a  entre  deux  plaques 
poreuses  indépendantes  A,  munies  de  nervures  extérieures  i  {fig,  351), 
permettant  d'obtenir  une  libre  circulation  entre  deux  parois  poreuses 
voisines. 

Dans  une  troisième  disposition  [fig,  352),  chaque  électrode  a  est 
insérée  dans  un  vase  poreux  ,çr  à  section  rectangulaire,  ouvert  seule- 
ment à  sa  partie  supérieure  et  perforé  au  besoin  sur  ses  petites 
faces. 

-Les  cloisons  en  porcelaine  d'amiante,  employées  ici,  absorbent 
environ  40  0/0  de  leur  poids  d'électrolyte  ;  elles  n'augmentent  que 
très  peu  la  résistance  intérieure. 


640 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


La  brochure  mentionnée  ci-dessus  donne  les  valeurs  suivantes 
relatives  à  un  élément  de  ce  type. 


POIDS 

DURÉE 

CAPACITÉ 

i:<Tc.isiTi 

CAPACITÉ 

TYPE 

TOTAL 

delà 

INTENSITÉ 

M aSSIQOE 

M&SUQDS 

DK    L'ÉLiXE.NT 

4>le((ro4es 

DéCHAROB 

eo 

en  ampères 

en 

n  upèrfs 
par 

eiaip.-keves 

en  kg 

heures 

tipèns  keires 

k^réifctndfs 

k«4'«ledft4ef 

24 

12 

288 

0,64 

15,56 

i3  plaques     ^ 

18,5     i 

13 

21 

273 

1,13 

14,75 

180X140  mm.! 

4.7.5 

47 

223 

2,54 

12,06 

1 

2,75 

57 

150,7 

3,08 

8,47 

Accumulateurs  L.-F.  Lacroix  *.  —  L'àme  des  électrodes  est  consti- 
tuée par  un  alliage  non  formable  pendant  que  la  surface  est  en 
plomb  doux. 

Les  électrodes  sont  composées  de  fils  bimétalliques  de  faible  dia- 


FiG.  353  et  354.  —  Accumulateur  Lacroix. 

mètre.  Pour  cela,  on  passe  à  la  filière  un  alliage  de  plomb  et  d'anti- 
moine. Quand  le  fil  est  de  grosseur  voulue,  on  le  décape  et  on4e 
plonge   dans  un  bain  d'alliage  fusible  à  basse  température   (100 

1.  Brevet  français  299834,  du  2  mai  1900. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMUfATEUItS  641 

à  12(y*  C).  On  le  passe  ensuite  dans  un  tube  de  plomb  pur  à  la  presse 
à  plomb.  Pendant  cette  opération,  Talliage  fusible  entre  en  fusion 
et  soude  ainsi  l'un  à  Tautre  les  deux  métaux.  11  n'y  a  plus  ensuite 
qu'à  étirer  au  diamètre  demandé. 

Pour  les  éléments  de  traction,  l'àme  non  formable  a  un  diamètre 
de  0°»", 05  à O"*" ,6;  la  couche  de  plomb  doux  extérieur  a  0"",2  d'épais- 
seur. L'élément  de  120  ampères-heures  possède  neuf  plaques  (posi- 
tives et  négatives  semblables),  renfermant  chacune  300  de  ces  fils 
ayant  200  millimètres  de  longueur,  disposés  sur  trois  rangs  de  cent 
et  soudés  à  la  soudure  autogène  à  une  barrette  supérieure  (fig,  353)  en 
plomb  antimonié.  A  l'extrémité  inférieure ,  les  fils  sont  soudés  soit  entre 
eux,  soit  aune  barrette  en  plomb  antimonié.  Il  n'y  a  pas  de  cadre. 

Les  figures  353  et  354  montrent  le  montage  employé  :  le  bac  en 
ébonite  porte  à  sa  partie  supérieure  deux  épaulemenls  e,  ^,  possédant 
des  créneaux  cr.  Les  encoches  qui  reçoivent  les  [barrettes  des  élec- 
trodes sont  placées  en  quinconce  sur  les  épaulements  et  ont  alterna- 
tivement, comme  profondeur,  soit  la  hauteur  de  la  barrette,  soit  deux 
fois  cette  hauteur.  Les  encoches  de  plus  grande  profondeur  reçoivent 
la  partie  surbaissée  de  la  barrette  ;  les  autres  reçoivent  la  partie 
droite.  De  cette  façon,  on  peut  placer  sur  deux  plans  différents  les 
extrémités  des  barrettes  positives  et  négatives,  ce  qui  permet  de 
faire  facilement  la  connexion  des  plaques  de  même  polarité  entre 
elles.  A  cet  effet,  les  barrettes  possèdent  à  leur  partie  supérieure 
une  projection  cylindrique  p  qui  vient  se  loger  dans  les  trous  pratiqués 
sur  les  barres  de  connexion;  il  suffit  de  faire  une  petite  soudure  au 
chalumeau  sur  la  partie  supérieure  de  la  projection. 

Les  barres  de  connexion  ha^  b'a\  portent  au  milieu  une  projection 
épaulée,  filetée,  sur  laquelle  est  vissé  le  bouton  moUeté  qui  sert  de 
prise  de  courant. 

Entre  la  partie  surbaissée  des  supports  et  la  barre  collectrice,  on 
a  logé  dans  la  partie  vide  de  l'encoche  une  petite  lame  en  ébonite 
afin  d'éviter  les  déplacements  qui  pourraient  créer  des  courts-circuits. 
Entre  les  électrodes  existent  des  séparateurs  en  ébonite  perforée, 
munis  de  renflements  de  distance  en  distance. 

Le  couvercle  est  en  ébonite.  Il  porte  trois  ouvertures  :  deux  pour 
le  passage  des  tiges  et  une  au  milieu  pour  l'évacuation  des  gaz.  Il 
est  muni,  en  outre,  comme  le  montre  la  figure  353,  d'une  nervure 
de  4  à  5  millimètres  de  hauteur  formant  ainsi  autour  du  trou  central 
une  sorte  de  cuvette  qui  empoche  l'acide  entraîné  d'être  projeté  en 
dehors  du  bac.  Cette  disposition  permet,  en  outre,  d'assurer  Télan- 

41 


642 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


chéité  en  coulant  de  la  paraffine  dans  la  cavilé  comprise  entre  cette 
nervure  et  les  bords  du  bac. 

Accumulateur  Louis  Renaud.  —  Cet  accumulateur  ^  est  du  type 
Faure,  à  oxydes  rapportés.  Il  est  caractérisé  par  ce  fait  qu'une  des 
électrodes  forme  bloc  avec  le  bac  pendant  que  Tautre  forme  une  série 
de  chandelles  qu'on  introduit  dans  le  bloc. 

Louis  Renaud  prend  comme  récipient   une   des    électrodes   et 


2  <  6 

FiG.  3o5,  356,  357,  358,  359  et  360.  —  Accumulateurs  Renaud. 

enferme  la  matière  active  entre  deux  séparations  rigides,  de  façon  à 
avoir  un  contact  parfait. 

Les  figures  355,  356,  358  et  360  montrent  un  accumulateur  complet 
en  coupes  verticale  et  horizontale.  L'électrode  négative  se  compose 
d'une  auge  en  plomb  A,  que  Ton  recouvre  extérieurement  de  gutta- 
percha,  paraffine,  etc.,  et  qui  renferme  la  matière  active.  Dans  des 
cavités  cylindriques  ou  autres  de  celle-ci  sont  introduits  des  tubes 
en  plomb  C,  qui  reposent  simplement  sur  le  fond  ou  sont  fixés  à  lui 
(par  soudure  par  exemple)  et  possèdent  des  trous  a  suffisamment 
nombreux  et  gros  pour  permettre  le  passage  des  gaz  et  de  Télectro- 
lyte.  Les  tubes  peuvent  aussi  consister  en  matière  inerte  ou  résistant 
à  Tacide  et  non  conductrice,  de  nature  très  poreuse,  ou  perforée. 
Pour  que  Télectrolyte  puisse  encore  mieux  pénétrer  dans  la  matière 

1.  Brevet  français  du  6  décembre  1899;  —  VÈclairage  électrique,   t.  XXVIl, 
p.  37i. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMUIATEURS  643 

active,  on  à  ménagé  dans   celle-ci  de  très  petites  ouvertures  D. 

La  prise  de  courant  peut  se  faire  soit  sur  la  cuve  A,  soit  sur  les 
tubes  métalliques  C. 

La  positive  {fig,  355)  est  disposée  dans  un  tube  E  ou  autour  d'un 
conducteur  métallique  F.  Le  tube  E  peut  être  uni  ou  muni  comme  K 
[fig,  359  et  360)  de  bosses  ou  pointes  h.  On  peut  prendre,  comme  dans 
la  figure  355,  une  spirale  G  ou  des  disques  en  plomb  H  empilés  les  uns 
sur  les  autres.  On  peut  aussi  placer  {fig,  357)  dans  un  tube  1  muni  de 
petits  trous  a  un  conducteur  métallique  ou  un  tube  K  perforé,  et 
remplir  de  matière  active  l'espace  compris  entre  les  deux  tubes 
inoxydables. 

Le  tube  I  est  fixé  sur  un  bloc  isolant  et  la  «  chandelle  »  ainsi 
obtenue  est  introduite  dans  le  tube  négatif  C  qu'elle  ne  touche  nulle 
part.  Elle  peut  aussi  être  introduite  dans  un  tube  M  entouré  de 
matière  active  et  d'un  autre  tube  extérieur. 

L'ensemble  est  ensuite  glissé  dans  un  des  compartiments  de  la 
cuve  A,  remplie  de  la  matière  active  négative,  de  sorte  que  celle-ci  est 
en  contact  avec  une  grande  surface  de  conducteur. 

La  disposition  de  la  ligure  357  peut  également  être  utilisée  comme 
accumulateur  indépendant. 

Des  pointes,  comme  celles  h  qui  existent  à  l'intérieur  du  tube  I  et 
à  l'extérieur  du  tube  K  (fig,  359  et  360),  peuvent  également  être  dis- 
posées à  l'intérieur  de  la  cuve  A  et  à  l'extérieur  du  tube  C  pour  aug- 
menter les  surfaces  de  contact. 

Lorsque  les  tubes  C  sont  en  métal,  on  les  recouvre  de  matière 
isolante  ;  ou  bien  encore  on  place  celle-ci  sur  les  tubes  1  aux  extré- 
mités ou  sur  toute  la  longueur. 

La  cuve  A  peut  aussi  constituer  le  pôle  positif  de  l'accumulateur. 

Aocumulatettr  W.B.  Bary  <.  —  Les  positives  de  cet  élément  sont  du 
type  Planté,  et  les  négatives,  du  type  Faure. 

Les  électrodes  sont  constituées  par  une  série  d'anneaux  en  plomb 
de  0"°,5  d'épaisseur,  obtenus  par  estampage  et  ayant  la  forme  de 
gouttières  munies  de  quelques  saillies  à  la  partie  inférieure.  Ces 
anneaux  sont  superposés  en  laissant  entre  eux  un  intervalle  d'environ 
1  millimètre  et  sont  ensuite  soudés  par  des  nervures  longitudinales 
à  deux  anneaux  plus  épais,  un  à  la  partie  supérieure  et  un  autre  à 
la  partie  inférieure. 

1.  Éclairage  éUclrique,  t.  XXVIir,  p.  404. 


644 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


On  obtient  ainsi  des  électrodes  cylindriques  que  Ton  dispose  con- 
centriquement,  comme  le  représentent  les  figures  361,  362  et  363.  La 
figure  361  montre  une  coupe  des  anneaux;  les  figures  362  et  363,  une 
vue  en  élévation  avec  coupe  et  une  vue  en  plan  d'un  élément  composé 
de  5  électrodes  cylindriques,  2  positives  dont  Panneau  de  connexion 
est  à  la  partie  supérieure,  et  3  négatives  dontTanneau  déconnexion 


Fir..  361,  362  et  363.  —  Accumulateur  Bary. 

se  trouve  à  la  partie  inférieure.  Les  négatives  sont  fabriquées  exac- 
tement comme  les  positives,  avec  cette  différence  qu'elles  sont 
empâtées  à  base  de  litharge,  tandis  que  les  positives  sont  à  formation 
Planté. 

Un  élément  à  trois  électrodes  de  195  millimètres  de  hauteur  aurait 
une  surface  totale  positive  de  63*'°2,32;  Télectrode  positive,  de  85 
et  71  millimètres  de  diamètre  extérieur  et  intérieur,  aurait  un  poids 
total  de  2''»,066  avant  formation  Planté.  Les  deux  négatives,  séparées 
de  8  millimètres  de  la  positive,  pèseraient  1^^,467  pour  celle  inté- 
rieure et  3''^,053  pour  l'extérieure,  après  empâtage  et  formation. 

Accumulateur  Saturne.  —  La  plaque  Jeanty  <  (accumulateur  Saturne) 
est  constituée  par  la  superposition  de  petites  plaquettes  élémen- 
taires de  deux  types  différents.  La  figure  364  montre  un  de  ces  types 
en  élévation,  et  la  figure  365,  une  coupe  suivant  2-2  de  la  figure  364. 
C'est  une  grille  en  plomb  doux  A,  munie  sur  ses  deux  faces  de 
rebords  a  en  saillie  sur  son  plan,  et  d'une  nervure  centrale  a^  ayant 
la  section  des  rebords  a. 


1.  Brevet  français  3003i)2. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


645 


Le  deuxième  type  de  plaquette,  représenté  par  les  figures  366  et  367, 
est  constitué  par  une  sorte  de  peigne  comprenant  un  ou  plusieurs 
barreaux  longitudinaux  B  et  des  dents  transversales  b. 

Pour  réaliser  une  plaque,  on  superpose  alternativement  des  pla- 
quettes de  ces  deux  genres,  et  on  les  maintient  dans  un  cadre  C  en 
plomb.  A  cet  effet,  les  grilles  élémentaires  sont  munies  à  leurs  extré- 


FiG.  3()(i  et  367.  —  Plaquette  élémentaire  Saturne. 


Fio.  364  et  365.—  Plaquette 
élémentaire  Saturne. 


FiG.  368.  —  Plaque  Saturne. 


mités,  et  suivant  leur  grand  axe,  de  deux  petites  tiges,  et  le  cadre  C 
possède  des  rainures  correspondantes.  Le  contact  est  ensuite  assuré 
par  soudure. 

La  figure  368  se  rapporte  au  cas  de  plaquettes  superposées  horizon- 
talement. Un  des  deux  types  de  plaquettes  élémentaires  étant  muni 
d'un  rebord  saillant,  les  différentes  plaquettes  ne  se  touchent  que 
sur  des  arêtes  vives,  et  on  ne  masque  ainsi  qu'une  faible  partie  de  la 
surface  active. 


6.6  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Accumulateur  de  Dion,  Bouton  et  G''.  —  F^es  plaques  de  cet  accu- 


FiG.  369.  —  Plaque  de  Dion,  Bouton. 

mulateur,  destiné  principalement  à  rautomobilisme,  sont  du  type  à 
oxydes  rapportés. 

Le  support  est  urne  grille  affectant  la  forme  de  la  figure  369.  Elle 


J 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  647 

se  compose,  comme  on  le  voit,  de  deux  grilles  à  alvéoles  rectangu- 


f 
% 


Fio.  370.  —  Élément  de  Dion,  Bouton. 


laîres,  qui  sont  réunies  par  un  cadre  ainsi  que  par  des  nervures 
verticales  au  milieu  de  la  plaque.  Les  barreaux  des  grilles  opposées 
sont  exactement  en  regard  les  uns  des  autres. 


648  I-ES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Cette  plaque  est  obtenue  par  coulée  et  d'une  seule  pièce  dans  un 
moule  dont  la  partie  centrale  est  occupée  par  un  peigne.  L'intervalle 
compris  entre  deux  dents  consécutives  de  ce  peigne  permet  au  plomb 
liquide  de  passer  pour  former  les  nervures  verticales  qui  servent  à 
réunir  les  deux  grilles  parallèles  venues  de  fonte  simultanément. 

Les  alvéoles  des  grilles  ont,  dans  les  éléments  pour  automobiles, 
environ  3  millimètres  de  hauteur  et  9  millimètres  de  largeur. 

Le  montage  des  éléments  est  représenté  en  figure  370.  Le  bac  en 
ébonite  porte  à  la  partie  inférieure  deux  tasseaux  sur  lesquels  reposent 
les  plaques.  Des  séparateurs  en  ébonite  perforée  et  ondulée  main- 
tiennent récart«ment.  Les  plaques  de  même  polarité  sont  soudées  à 
une  barrette  en  plomb  qui  porte  la  tige  de  prise  de  courant.  Le  bac 
est  fermé  par  un  couvercle  en  ébonite  qui  porte  un  rebord  en  forme 
de  cuvelte  et  qui  s'applique  sur  le  bac  par  Tintermédiaire  d'une 
feuille  de  caoutchouc  souple  formant  joint.  Deux  trous  dans  ce  cou- 
vercle laissent  passer  les  deux  tiges  en  plomb  de  prise  de  courant. 

D'après  V Electricien  ^ ^  un  élément  renfermant  7  kilogrammes  de 
plaques  donnerait  une  capacité  de  172  ampères-heures  à  15  ampères, 
soit  au  régime  de  ii,5  heures. 

Accumulateur  Oheval-Lindemann^. — L'électrode  négative,  de  forme 
parallélépipédique,  est  percée  d'ouvertures  dans  lesquelles  viennent 
se  loger  les  bougies  ou  crayons  positifs.  La  figure  371  montre  la 
constitution  d'une  bougie  positive.  Le  peroxyde  de  plomb  z  est 
maintenu  à  l'intérieur  d'une  gaine  x,  qui  peut  être  en  matière  iso- 
lante, perforée  de  petits  trous  et  fermée  hermétiquement  en  bas.  Le 
conducteur  central  en  plomb  y  est  pourvu  d'un  bourrelet  te,  La 
figure  372  montre  une  bougie  creuse,  la  matière  active  z  étant  main- 
tenue entre  deux  gaines  concentriques  x^  x\  et  les  conducteurs  en 
plomb  y  étant  noyés  dans  la  masse.  Ces  conducteurs  sont  soudés 
aux  connexions  u  [fig.  373)  ;  et  les  bougies  sont  fixées  à  leur  partie 
supérieure  par  la  plaque  isolante  I. 

La  négative  est  constituée  par  les  parois  verticales  A,  B,  C,  D, 
soudées  à  deux  plaques  horizontales  E,  F,  percées  des  ouvertures 
«,  by  c,  d  [fig.  374),  qui  doivent  recevoir  les  bougies.  A  l'intérieur 
de  ces  ouvertures,  des  gaines  perforées,  pouvant  être  en  matière 
isolante,  limitent  la  matière  active  négative -s^,  à  l'intérieur  de  laquelle 

1.  Électricien  du  14  décembre  1901,  p.  371. 

2.  Brevet  belge  143332,  du  19  juin  1899;  —  brevet  allemand  128670,  du 
5  août  1899. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMUIJ^TEURS 


649 


sont  noyés  les  conducteurs  /,  ^  réunis  à  la  lame  de  connexion  s.  Les 
parois  A,  B,  C,  D  peuvent  former  le  récipient  étanche  en  soudant 
un  fond  G  à  une  certaine  distance  de  la  plaque  horizontale  F. 


Fio.  371  et372.  — Électrodes  positives        Fio.  373  et  374.  —  Accumulateur 
Cheval- Lin  demann.  Cheval-Lindeniann. 

Un  élément  de  i5  kilogrammes  de  ce  type  pour  automobiles  a  les 
constantes  suivantes,  d'après  Emile  Piérard  *  : 

Dimensions  extérieures  de  Télément, 
en  millimètres  : 

Longueur 200 

Largeur i2!> 

Hauteur 270 

Nombre  de  bougies 5  X  3  r=  15 


i.  Éclairage  électrique,  t.  XXVII,  p.  65. 


650 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Poids,  en  kilogrammes  : 

De  matière  active  positive 

—  négative 

Total  d'électrodes 

Du  bac 

De  Tacide  à  28°  B 

Total  de  l'élément 

Capacité,  en  amp. -heures,  à  45  amp. 
Intensité  de  charge,  en  ampères 


2,2 
3,1 
9 

2,2 
3,8 
15,0 
250 
15 


Accumulateur  Bainville  \  —  Les  électrodes,  positive  et  négative, 
sont  toutes  deux  du  type  à  grande  surface.  Elles  sont  en  plomb  doux 
laminé,  et  de  construction  identique. 


«"  â"   éy" 


Fio.  375  et  376.  —  Électrodes  BainviJle. 

Chaque  électrode  est  obtenue  par  Tassemblage  de  tiges  élémen- 
taires cylindriques  disposées  verticalement,  et  soudées,  de  façon  à 
constituer  une  plaque  plane,  à  une  barrette  horizontale  en  plomb 
qui  porte  la  queue  de  prise  de  courant  et  deux  prolongements  pour 
la  suspension. 

Une  tige  élémentaire  est  formée  d'une  âme  cylindrique  autour  de 
laquelle  rayonnent  des  ailettes  longitudinales,  ainsi  qu  il  est  repré- 
senté en  coupe,  sur  les  figures  375  et  376. 

Ces  tiges  sont  obtenues  par  filage  sous  pression,  à  la  presse 
hydraulique,  du  plomb  au  travers  de  filières  de  profil  déterminé.  Les 
tiges,  coupées  à  la  longueur  convenable,  sOnt  pincées  en  môme  temps 
par  une  de  leurs  extrémités,  de  façon  à  rabattre  les  ailettes  contre 
rame  sur  une  longueur  de  10  à  i  5  millimètres  ;  elles  sont  ensuite 
réunies  en  nombre  convenable  dans  un  support  spécial,  qui  porte  à 
sa  partie  inférieure  un  moule  dans  lequel  pénètrent  les  extrémités 
aplaties  des  tiges.  Ce  moule  est  trempé  dans  un  bain  de  plomb  fondu, 


1.  Brevet  français  30249  i,  du  23  juillet  1900. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  651 

puis  sorti  rapidement.  Toutes  les  queues  de  tiges  se  trouvent  ainsi 
réunies  à  une  barrette  qui  porte  la  prise  de  courant  de  la  plaque. 

On  opère  de  même  pour  réunir  les  électrodes  de  même  polarité 
d'un  élément. 

Les  ailettes  des  tiges  ayant  même  épaisseur  à  la  surface  et  à 
Tàme,  le  diamètre  de  cette  âme  est  évidemment  déterminé  par  le 
nombre  et  Tépaisseur  des  ailettes.  Le  nombre  de  celles-ci  varie  de  6 
à  30,  et  leur  épaisseur,  de  0"",2  à  0"*",5.  On  adopte  en  général  12 
comme  développement  de  surface;  c'est  ce  qu'on  obtient  avec  16  ai- 
lettes de  3  millimètres  de  largeur. 

Pour  le  montage,  on  intercale  une  feuille  d'ébonite  perforée  entre 
les  tiges  d'une  même  électrode,  de  façon  que  cette  feuille  passe 
alternativement  (Voir  fig.  376)  sur  Tune,  puis  sur  l'autre  face  de  la 
plaque,  en  contournant  successivement  les  diiTérentes  tiges. 

Les  plaques  de  polarité  différente  sont  placées  directement  l'une 
contre  l'autre.  Dans  cette  opération,  on  s'arrange  pour  que  la  paroi 
isolante  perforée  touche  à  la  fois  le  côté  antérieur  de  la  tige  d'une 
plaque  et  le  côté  postérieur  de  la  tige  correspondante  de  la  plaque 
de  polarité  contraire.  Cette  disposition  a  pour  but  de  donner  au  sys- 
tème une  solidité  suffisante  et  de  réduire  les  écartements  entre  les 
plaques. 

Les  capacités  données  correspondent  à  0,6  ampère-heure  par  déci- 
mètre carré  de  surface  active  au  régime  de  quatre  heures. 

Accumulateur  Lagarde.  —  Les  plaques  de  cet  accumulateur,  pré- 
senté au  Concours  de  l'Automobile-Club,  en  1898,  sont  du  type  à 
oxydes  rapportés. 

La  grille,  représentée  en  figure  378,  est  la  même  pour  les  positives 
et  pour  les  négatives.  Les  nervures  ont  une  section  en  forme  de 
losange,  et  chaque  alvéole  carré  a  8  millimètres  de  côté.  Après  em- 
pâtage,  le  cadre  seul  de  la  plaque  reste  apparent. 

Les  plaques  négatives  sont  montées  nues  ;  quant  aux  positives, 
elles  sont  d*abord  enveloppées  dans  une  feuille  de  papier  parche- 
miné, puis  on  les  recouvre  d'un  sac  en  fil  de  caoutchouc,  comme  on 
le  voit  en  figure  377.  Cette  enveloppe  a  été  établie  en  vue  de  retenir 
la  matière  active;  elle  sert  en  outre  de  séparateur,  les  plaques  po- 
sitives et  négatives  étant  directement  appliquées  les  unes  contre  les 
autres. 

Les  plaques,  soudées  à  deux  barrettes  en  plomb,  sont  montées 
dans  un  bac  en  ébonite  fermé  par  un  couvercle  qui  vient  reposer  sur 


652 


lifiS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


un  épaulement  intérieur  des  parois  de  ce  bac.  Sur  tout  son  pour- 
tour, ce  couvercle  est  muni  d'une  encoche  dans  laquelle  on  loge  une 
bande  de  caoutchouc,  qui  est  comprimée  entre  le  couvercle  et  la  paroi 
du  bac  par  un  cadre  maintenu  par  des  chevilles  isolantes. 

Les  prises  de  courant  traversent  le  couvercle  dans  des  trous  ta- 
raudés sur  lesquels  on  visse  une  pièce  en  ébonite  dont  la  partie  infé- 
rieure est  garnie  de  caoutchouc,  qui  fait  joint  autour  de  la  base  de  la 
prise  de  courant. 


Fio.  377  et  578.  —  Plaque  Lagarde. 

Pour  une  capacité  de  120  am  pères-heures  en  cinq  heures,  Télément 
présenté  au  Concours  de  1898  avait  comme  caractéristiques  les  va- 
leurs suivantes  : 


Nombre  de  plaques 13 

Dimensions  des  plaques,  en  millim.: 

Hauteur 200 

Lnrgeur 155 

Épaisseur %  (+)  et  .5  (  — ) 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  mm.  : 

Hauteur 280 

l.ongueur 160 

Largeur 110 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 

Poids,  en  kilogrammes  : 

Du  support  positif 0,22 

De  la  matière  active  positive 0,86 

De  la  plaque  positive 1,08 

Du  support  négatif 0,18:» 

De  la  matière  active  négative 0,76r» 

De  la  plaque  négative 0,950 

Du  bac 1,400 

De  Télectrolyte  (ci  =z  i  ,274) 1 ,400 

Total  de  Télément 16,000 


653 


Accumulateur  de  la  Société  des  Soudières  électrolytiques.  —  Les 
plaques  sont  du  type  à  oxydes  rapportés.  Les  positives  et  les  néga- 
tives ont  la  même  constitution  :  ce  sont  des  grilles  à  petits  alvéoles 
carrés,  représentées  en  figure  379.  Le  point  particulier  est  Tempà- 
tage.  On  sait  que  cette  Société 
exploite  le  procédé  Hulin  pour 
l'obtention  de  la  soude  caus- 
tique par  électrolyse.  L'alliage 
de  plomb  et  de  sodium  obtenu 
par  voie  électrolytique  est 
traité  parTeau,  et  il  se  produit 
de  la  soude  caustique  avec  du 
plomb  spongieux  comme  sous- 
produit. 

C'est  à  Taide  de  ce  plomb 
spongieux  laissé  à  Tair  afin  de 
l'oxyder  qu'on  empâte  les  qua- 
drillages. 

On  peut  aussi  couler  direc- 
tement, dans  la  grille  en  plomb 
antimonieux  placée  dans  un 
moule,  l'alliage  alcalin  plomb- 


C      u   'X  -  -  k,    :i 

^  ~     lt_^-  _  -■  •■■  3 

L                              --^H     -     -A 

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1 

f                                        : 

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-        -^éEC 

h  -ŒE 

,.^  >U.J.M.^/rrrr  T 

Fio.   379.  —   Plaque   de    la  Société 
des  Soudières  électrolytiiiues. 


sodium  en  fusion  ^  Après  refroidissement,  la  plaque  obtenue  est 
plongée  dans  l'eau,  qui  dissout  à  l'état  do  soude  les  18  à  20  0/0  de 
sodium.  Cependant,  avec  l'eau,  le  dégagement  d'hydrogène  est  trop 
vif,  et  il  en  résulte  que  le  plomb  se  boursoufle  et  s'écaille.  On  évite 
cet  inconvénient  en  employant  des  dissolutions  de  composés  oxygé- 
nés capables  d'absorber  l'hydrogène  naissant  ;  on  prend  par  exemple 


1.  L'Industrie  électrochimique ^  p.  21. 


6o4  LES  ACGL'MUIATEURS  ÉLECTRIQUES 

une  solution  d^azotate  de  sodium  à  20^  B.,  ou  encore  une  solution 
d'un  bisulfite  alcalin. 

Le  montage  des  éléments  pour  automobiles  n'oiïre  rien  de  parti- 
culier ;  les  plaques,  disposées  dans  un  bac  en  ébonite,  reposent  sur 
des  tasseaux;  les  séparateurs  sont  des  peignes  en  ébonite;  les 
plaques  de  même  polarité  sont  réunies  entre  elles  par  soudure  à 
une  barrette  de  plomb.  L'élément  est  fermé,  à  la  façon  ordinaire, 
par  un  couvercle  également  en  ébonite. 

Un  élément  présenté  pour  une  capacité  de  120  ampères-heures  en 
cinq  heures,  au  Concours  d'Accumulateurs  de  1898,  avait  comme 
principales  caractéristiques  les  valeurs  suivantes  : 

Nombre  de  plaques 15 

Dimensions  des  plaques,  enmillimètres: 

Hauteur 150 

Largeur 450 

Épaisseur 4,5 

Dimensions    extérieures    du    bac,    en 
millimètres  : 

Hauteur 215 

Longueur 150 

Largeur 160 

Poids,  en  kilogrammes  : 

Des  électrodes 8,23 

Du  bac 0,83 

De  Facide  (densité  1,22) 2,62 

Total  de  Télément 13,80 

Accumulateurs  de  V  a  Accumulatoren-Fabrik  Aktien-Gesellschaf  t  ». — 

io  Plaques. —  Primitivement,  celte  Société  fabriquait  pour  ses  plaques 
positives  des  quadrillages  coulés  en  plomb  doux  et  constitués  d'une 
âme  épaisse  munie  d'un  assez  grand  nombre  de  nervures  hori- 
zontales. La  plaque  ainsi  coulée  était  formée  suivant  le  procédé 
Tudor  :  Pour  cela  elle  était  peroxydée  superficiellement,  d'après  la 
méthode  Planté,  jusqu'à  obtention  du  quart  ou  du  tiers  delà  capacité 
normale.  Puis  les  intervalles  des  nervures  étaient  empâtés  à  l'aide 
d'un  mélange  de  minium  et  d'acide  sulfurique.  11  ne  restait  plus 
ensuite  qu'à  soumettre  la  plaque  à  une  deuxième  formation  pour 
peroxyder  Tempâtage. 

Comme  les  premières  plaques  de  la  Société  Tudor,  ces  plaques 
appartenaient  au  type  mixte. 

Dans  la  suite,  les  nervures  furent  coulées  plus  fines  et  plus  larges, 


MOiNOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


655 


ce  qui  augmentait  la  surface  active  de  la  plaque,  après  la  chute  de 
la  matière  active.  Puis  les  plaiques  furent  en  outre  munies  d*un  cer- 
tain nombre  de  nervures  verticales  qui  contribuèrent  à  en  augmen- 
ter la  rigidité. 


Fie.  380. 


Positive  de  T  Accumula  tore  ii-Fabrik  A.  G. 


A  partir  de  ce  moment,  Tempâlage  fut  supprimé,  et  les  plaques, 
qui  offraient  une  grande  surface,  furent  seulement  formées  par  le 
procédé  Planté* 


FiG.  381.  —  Fragment  de  plaque  positive  de  rAccumuialoren-Fabrik  A.  G. 

Enfin,  par  un  perfectionnement  plus  récent  dans  la  coulée,  on  put 
supprimer  complètement  Tâme  des  plaques,  malgré  Textrême  finesse 
des  nervures,  et  par  suite  diminuer  le  poids;  la  rigidité  étant  suffi- 
samment assurée  par  les  nervures  transversales. 


656 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


La  plaque  positive  actuelle,  du  type  Planté,  représentée  en  figure  380 
(plaque  entière)  et  en  figure  381  (morceau  de  plaque  en  vraie  gran- 
deur), se  compose  donc  d'un  quadrillage  coulé  en  plomb  doux  et 
possédant  sur  ses  deux  faces  un  nombre  considérable  de  fines  ner- 
vures verticales  très  rapprochées  et  de  section  triangulaire,  le  som- 
met étant  à  la  surface  et  la  base  au  milieu  de  la  plaque,  qui  ne  pos- 
sède pas  d'âme.  Des  nervures  horizontales  bien  plus  espacées  donnent 


FiG.  382.  —  Négative  de  l'Accu mulatoren-Fabrik  A.  G. 


de  la  rigidité  à  la  plaque,  qui  est  munie  d'un  cadre  et  de  deux 
queues  de  suspension.  La  figure  380  se  rapporte  à  une  plaque  positive 
ayant  environ  30  centimètres  de  hauteur  et  28  centimètres  de  largeur. 
Pour  le  profil  donné  par  la  figure  381,  le  développement  de  surface 
est  de  6.  11  atteint  8  pour  des  plaques  plus  épaisses.  Les  nervures 
verticales  sont  au  nombre  de  1 1  par  centimètre  ;  quant  aux  ner- 
vures horizontales,  elles  sont  espacées  de  5  millimètres  environ. 

La  plaque  négative,  représentée  en  figure  382,  est  du  type  Faure  à 
oxydes  rapportés.  C'est  une  grille  dont  les  barreaux  verticaux  et 
horizontaux  forment  des  alvéoles  rectangulaires  dont  le  plus  grand 
côté  est  dHUsle  sens  horizontal.  Ces  alvéoles  sont  remplis  d'un  em- 
pâtage  spécial  à  base  de  litharge. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMUIJLTEURS  657 

La  plaque  négative,  représentée  en  figure  382,  a  les  mêmes  dimen- 
sions extérieures  que  la  plaque  positive  de  la  figure  380. 

2*>  Éléments,—  Le  montage  des  éléments  à  poste  fixe  s'effectue  dans 
des  bacs  en  verre  pour  les  petits  éléments  et  en  bois  doublé  de 
plomb  pour  les  gros.  Dans  le  premier  cas,  les  plaques  reposent  par 
les  talons  qu'elles  portent  à  la  partie  supérieure  sur  les  bords  du 
bac  ;  dans  le  deuxième  cas,  ces  mêmes  talons  reposent  sur  des  dalles 
en  verre,  qui  s'élèvent  au-dessus  du  niveau  de  Tacide  de  façon  à  em- 
pècher  que  la  matière  active  en  suspension  dans  Télectrolyte  ne 
vienne  se  déposer  sur  les  bords  de  ces  dalles  et  créer  ainsi  des 
courts-circuits. 

Les  plaques  de  même  polarité  sont  réunies  entre  elles  par  soudure 
à  une  barrette  de  connexion  en  plomb. 

Le  tableau  suivant  donne  quelques  valeurs  caractéristiques  de  ces 
éléments. 

Type  de  l'élémeot 
GIO  644 

Nature  du  bac verre                 bois  doublé 

de  plomb 
Dimensions  extérieures  du  bac,   en 
millimètres  : 

Hauteur 505                           600 

Longueur 215                           465 

Largeur 241)                            525 

Nombre  de  plaques 10  positives  44  positives 

et  11  négatives      et  45  né^^atives 
Poids  total  de  Télément,  en  kilogr.  : 

Sans  acide 41                            210 

Avec  acide 63                            298 

Capacités,    en   ampères-heures,    aux 
difTérents  régimes  : 
Éléments  G  à  décharge  lente  : 

10  heures 242                        1.197 

7,:i  —      222                         I.IOO 

5       -       202                          1.003 

3       —      180                              891 

Éléments  GS  à  décharge  rapide  : 

3  heures 171                             8i9 

2      —      147                              729 

1       —      123                              610 

Intensité  maxima  de  charge,  en  am- 
pères : 

Éléments  G  à  décharge  lente. . . .  60                          297 

—        GS  à  décharge  rapide..  75                           374 

42 


658  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

La  densité  de  Facide  employé  est  1,18  (i2^  B.).  Pour  les  dé- 
charges lentes,  la  différence  de  potentiel  finale  doit  être  1,83  volt.  A. 
la  décharge  en  une  heure,  on  peut  descendre  à  1,75  volt. 

Les  éléments  transporlables  employés  pour  Téclairage  des  trains, 
la  propulsion  des  bateaux,  les  laboratoires,  etc.,  ont  sensiblement  les 
mômes  capacités  spécifiques  ;  ils  ne  diffèrent  que  par  les  dimensions 
des  plaques.  La  plaque  négative  utilisée  ici  a  une  forme  différente 
de  celle  donnée  par  la  figure  382.  C'est  une  grille  dont  les  barreaux 
sont  inclinés,  ce  qui  donne  aux  alvéoles  la  forme  de  losanges,  que 
des  nervures  horizontales  viennent  couper  en  deux.  On  trouvera 
dans  le  tableau  suivant  les  principales  constantes  d'un  élément 
type  G.O.  50  n^  III  pour  éclairage  des  trains,  et  dont  le  bac  est  en 
ébonite. 


Dimensions    extérieures    de    Télément,    en 
millimètres  : 

Hauteur 275 

Longueur 120 

Largeur 190 

Nombre  de  plaques 3  positives  et  4  négatives 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Hauteur 190 

Largeur 160 

Épaisseur U  (j-j  et  6  (— ) 

Poids  des  plaques  positives,  en  kilogrammes.  7,95 

—  —           négatives,             —            .  4,40 

—  total  d'électrodes,  en  kilogrammes  . . .  12,35 

—  d  aride  sulfurique(rf=:  1,18),  en  kilogr.  3,54 

—  total  de  l'élément,  en  kilogrammes. . .  20,00 
Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents 

régimes  : 

10  heures 111 

7,5  — 100 

r>      —     91 

3      —     78 

Intensité  maxiraa  de  charge,  en  ampères 30 


Pour  les  voitures  automobiles,  les  éléments  montés  avec  bacs  en 
ébonite  sont  calculés  de  plus  grande  capacité  spécifique  que  les  pré- 
cédents, ainsi  qu'on  peut  le  constater  par  les  valeurs  suivantes,  qui 
se  rapportent  à  Télément  0.  72  n**  111. 


MONOGRAPiriE  DES  ACCUMULATEURS  6îi9 

Encombrement  total  de  Télément,  en  milli- 
mètres (connexions  comprises)  : 

Hauteur "377 

Longueur 100 

Largeur 186 

Nombre  de  plaques 3  positives  et  4  négatives 

Poids  de  Télément,  en  kilogrammes  : 

Sans  acide 17,3 

Avec  acide 20,5 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents 
régimes  : 

5  heures 130 

4      — 120 

3      —      108 

2      —      86 

1      —      65 


Acoamnlateurs  Gottfried  Hagen  (Kôlner  Aooumulatoren-Werke 
Gottfried  Hagen).  —  Les  plaques  construites  par  cette  fabrique,  à 
Kalk,  près  de  Cologne,  sont  principalement  des  plaques  à  grille. 

La  figure  383  montre  une  par* 
tie  de  plaque  en  élévation  et  deux 
coupes,  une  verticale  et  uno  ho- 
rizontale ^  Ces  plaques,  dont  les 
nervures  ont  une  section  plus 
grande  à  la  surface  qu'au  milieu, 
étaient  construites  au  début  à 
Faide  de  noyaux  en  sable. 

Ce  procédé,  trop  coûteux,  a  été 
depuis  remplacé  par  la  coulée 
avec  un  moule  spécial^,  dont  les 
deux  moitiés  s'écartent  sous  un 
angle  de  45^  par  rapport  au  plan 
de  la  plaque. 

Dans  ces  plaques  à  grille,  les 
positives  ont  le  même  quadril- 
lage que  les  négatives. 

La  fabrique  Hagen  construit  également  des  électrodes  à  grande 
surface.  Celles-ci  ^  sont  à  âme  et  comportent,  comme  le  montrent  les 


n  r 

UiLTir 

nr 

Fio. 


J_ 


2  3  Cm 

383.  ^  Plaque  à  grille  G.  Hagen. 


1.  Paul  Schoop,  Handbuch  der  elecirischen  Açcumulaloren,  p.  97. 

2.  Brevet  allemand  77492. 

3.  Brevet  allemand  116924,  du  27  juin  1899. 


660 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


figures  384  à  387,  un  grand  nombre  de  fines  nervures  horizontales 
très  rapprocliées.  Afin  d*éviter  que  les  gaz  demeurant  sous  les  ner- 
vures masquent  une  partie  de  la  surface  active,  lorsque  la  plaque  est 
coulée,  on  passe  sur  elle,  perpendiculairement  ou  obliquement,  un 
outil  coupant  spécial  qui  entaille  les  nervures  soit  jusqu'à  Tâme,  soit, 
ce  qui  vaut  mieux  encore,  en  partie  seulement.  L'outil  taille  alter- 
nativement dans  les  deux  sens,  de  sorte  qu'après  l'opération  les 
nervures  ne  sont  plus  droites,  mais  ^en  forme  de  zigzag,  comme  le 


FiG.  384,  38a,  386  et  387.  -  Plaque  à  grande  ?urface  G.  Hagen. 


montrent  les  figures  386  et  387,  chaque  partie  de  nervure  devenant, 
en  outre,  une  surface  gauche.  Cette  disposition  permet  le  libre  déga- 
gement des  gaz. 

Tous  les  éléments  sont  montés  de  préférence  avec  les  plaques  à 
grille,  même  les  éléments  de  batterie-tampon,  des  essais  ayant 
montré*  que  la  résistance  intérieure  est  plus  faible  avec  ces  plaques 
qu'avec  les  plaques  à  grande  surface.  Ces  dernières  ne  sont  fournies 
que  lorsqu'on  le  demande  expressément  ou  lorsque  le  prix  rend  im- 
possible l'emploi  de  la  plaque  à  grille  spéciale  pour  batterie-tampon. 
Dans  celle-ci,  les  nervures  fines  sont  assemblées  tous  les  4  mil- 
limètres, et  les  nervures  à  section  triangulaire,  tous  les  20  milli- 
mètres, de  façon  à  avoir  en  même  temps  une  grande  surface  de  con- 
tact entre  le  plomb  et  la  matière  active  (22  décimètres  carrés  pour 
la  plaque  240  X  240  millimètres)  et  une  grande  surface  de  matière 
active. 

Les  plaques  à  poste  fixe  sont  montées  soit  dans  des  bacs  en  verre, 
soit  dans  des  bacs  en  bois  plombé.  Les  plaques  reposent  sur  des 
dalles    en   matière  isolante  spéciale^.  C'est  de  l'asphalte  travaillée 

1.  Elektroleckn.  Zeitschr.,  il  ;  1900;  —  Sw  les  bat  ter  tes- tampon^  par  E.  Sieg. 

2.  Dans  un  montage  plus  récemment  adopté,  les  plaques  reposent  directement 
sur  les  bords  des  bacs  lorsque  ceux-ci  sont  en  verre. 


MONOGIIAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  661 

comme  sur  les  chaussées  :  la  poudre  chauffée  est  placée  sur  une 
forme  en  fer  et  comprimée  fortement  au  moyen  d'un  pilon  chauffé. 

Ces  dalles  sont  munies  de  rainures  dans  lesquelles  s'engagent  le  s 
plaques.  Entre  les  plaques  extrêmes  et  les  parois  du  bac  en  boi  s 
plombé  on  met  également  une  plaque  en  cette  même  matière  pour 
éviter  le  contact  entre  les  négatives  et  la  chemise  en  plomb.  Les 
plaques  sont  séparées  entre  elles  par  des  tubes  de  verre. 

La  densité  deTâcide  des  éléments  à  po3te  fixe  doit  être  au  maxi- 
mum égale  à  1,20  6n  charge. 

Dans  le  tableau  suivant  ont  été  résumées  les  principales  cons- 
tantes de  deux  éléments  de  ce  type. 

Type  de  l'élément 
A  g  Da2 

Nature  du  bac  :  verre  bois  plombé 
Dimensions  extérieures,  en  millimètres  : 

Longueur 241  824 

Urgeur 290  330 

Hauteur 350  510 

Poids,  en  kilogrammes: 

Plaques 36,9  180 

Élément  emballé 67  287 

Acide  (densité  =  1,17) 18,1  77,2 

Élément  emballé  et  acide 85,1  36i,2 

Capacité,  en  ampères-heures,  aux  différents    ré- 
gimes : 

10  heures 240  1.320 

7      —     210  1.155 

5      —     195  1.045 

3      —     ; 162  891 

Tampon  2  heures. ...  136  7i8 

—       1       —     ....  112  616 
Intensité  de  charge,  en  ampères  : 

Normal 40  220 

Tampon 72  396 

Les  éléments  transportables  sont  divises  en  deux  catégories  :  ceux 
d'un  poids  moyen  pour  éclairage  et  inflammition  des  moteurs,  et 
ceux  d'un  poids  minimum  pour  automobiles. 

Dans  ce  dernier  cas,  les  électrodes  sont  des  grilles  légères  de 
dimensions  :  largeur,  130  millimètres  ;  hauteur,  200  millimètres  ; 
épaisseur,  3  millimètres.  Les  plaques  négatives  reposent  sur  le  fond 
du  bac  au  moyen  de  supports  en  plomb  antimoaieux  de  20  milli- 
mètres de  hauteur  environ.  Les  plaques  positives  sont  suspendues 
sur  les  négatives  à  Taide  de  baguettes  en  ébonite,  de  façon  à  les 


662  LES  ACCUMULATEURS  ÉI^CTRIQUES 

laisser  libres  dans  toutes  les  directions.  Entre  les  plaques,  on  intro- 
duit des  séparateurs  ondulés  en  ébonite. 

La  fermeture  des  bacs  consiste  en  un  couvercle  d'ébonite  muni 
d'une  bande  de  caoutchouc  souple,qui  a  été  soudée  à  celui-<;i  pendant 
la  vulcanisation.  La  bande  est  coupée  obliquement  de  telle  façon  que 
la  partie  inférieure  du  couvercle  passe  exactement  dans  Touverture 
du  bac.  Par  renfoncement  du  couvercle,  la  partie  supérieure  s'ap- 
puie solidement  contre  la  paroi  du  bac.  On  obtient  ainsi  une  ferme- 
ture absolument  étanche. 

Les  prises  de  courant  traversent  également  le  couvercle  dans  le 
caoutchouc  souple;  ces  bornes  sont  munies  de  parties  filetées  en 
plomb  antimonieux  et  de  trois  écrous  chacune.  Au  milieu  du  cou- 
V  ercle,  un  troisième  trou  permet  Tintroduction  de  Tacide.  Ce  trou  peut 
être  obturé  au  moyen  d'un  bouchon  en  caoutchouc  muni  d'un  dispo- 
sitif permettant  le  dégagement  des  gaz  et  retenant  l'acide  projeté. 

Lors  d'un  nettoyage  de  l'élément,  il  suffît  de  tirer  ensemble  le 
couvercle  et  le  bloc  de  plaques  et  de  les  remettre  ainsi  après  la  visite. 
Une  heure  suffirait  alors  pour  la  visite  d'une  batterie  de  41  éléments. 

Les  plaques  employées  pour  ces  éléments  légers  peuvent,  d'après 
le  constructeur,  durer  plus  de  150  décharges.  L'acide  employé  est  de 
densité  maxima  i,2o. 

Voici  d'ailleurs  les  principales  constantes  d'un  élément  pour  auto* 
mobiles  : 

Type 
WIO 

Nombre  de  plaques 21 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Largeur 1.30 

Hauteur 200 

Épaisseur 3 

Dimensions  extérieures  de  l'élément,  en  mm.  : 

Longueur 148 

Largeur 133 

Hauteur  (pôles  compris) 300 

Poids  d'un  élément  complet,  en  kilogrammes..  16 
Capacités,   en   ampères-heures,   aux  différents 
régimes  : 

10  heures 190 

7       —     175 

5       -      160 

4      —      150 

3      —      135 

2      —      120 

1       —      95 

Intensité  du  courant  de  charge,  en  ampères. ...  30 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


663 


L'élément  de  60  ampères-heures  à  0,5  ampère,  pour  inflammation 
des  moteurs,  a  comme  constantes  : 


Nature  du  bac 

Dimensions  extérieures  de  l'élément,  en  mm.  : 

Hauteur,  pôles  compris 

Longueur 

Largeur  

Capacités,    en    ampères-heures,  aux  différents 
régimes  : 

120  heures 

10      — 

7      — 


Intensité  maxima  de  charge,  en  ampères 

Poids  d'un  élément,  acide  compris,  en  kilogr. . . 


Type 
Ci 

ébonite 


210 

140 

Vtïy 


60 
36 
32 
28 
22,5 

6 

4,3 


Accumulateurs    Gûloher   (Gûlcher    Acoumulatoren    Fabrik).    — 


J 


FiG.  388  et  389.  —  Plaque  Gûlcher. 

1®  Plaques,  —  Dans  cette  fabrique,   située  à  Berlin,  on  construit 
deux  types  de  plaques  : 
!*•  La  plaque  Golcher^,  représentée  en  figures  388  et  389,  la  pre- 

1.  Brevet  allemand  112104. 


664 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


mière  étant  une  vue  de  la  plaque  en  élévation,  et  la  deuxième,  une 
coupe  suivant  la  ligne  AB.  Cette  plaque  consiste  en  un  cadre  en 
plomb  servant  de  support  à  une  sorte  de  canevas  dont  la  chaîne  est 
en  fils  de  plomb  û,  et  la  trame,  en  fils  de  verre  b.  Les  fils  de  plomb  a 
sont  soudés  au  cadre. 

Comme  le  cadre  en  plomb  est  coulé  autour  du  canevas ,  il  fallait 
empêcher  le  plomb  de  passer  dans  les  intervalles  du  coton  de  verre 
tissé,  afin  de  ne  pas  rendre  inaclive  une  partie  de  la  plaque.  D'autre 


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Fio.  390,  391,392  et  393.  —  Moule  GQlcher. 

part,  en  introduisant  des   substances  protectrices,  il  fallait  éviter 
Técrasement  du  coton  de  verre. 

Pour  vaincre  ces  difficultés,  R.-J.  Gùlcher  '  emploie  de  minces 
bandes  ou  lamelles  en  matière  élastique  rendue  incombustible,  et 
assemblées  en  forme  de  brosses.  Ces  brosses  sont  placées  dans  le 
moule  de  telle  façon  que,  par  la  fermeture  des  deux  parties  de 
celui-ci,  elles  s'enfoncent  tout  autour  sur  les  bords  du  tissu  préala- 
blement placé  dans  le  moule,  et  empêchent  par  là  Tintroduction  du 
plomb  à  rintérieur. 

Les  figures  ci-contre  montrent  les  détails  du  moule  :  la  figure  390 
représente  une  moitié  du  moule  et  la  figure  391  une  coupe  de  celui- 
ci  par  la  ligne  AB  de  la  figure  précédente.  La  disposition  du  tissu 


1.  Brevet  allemand  119067. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  665 

dans  le  moule  est  représentée  par  la  figure  392  ;  enfin  la  figure  393 
est  une  coupe  en  CD. 

Le  moule  a  comprend  un  orifice  de  coulée  c,des  parties  en  creux  b 
correspondant  au  cadre  à  couler  et  des  barrettes  d  munies  d'ouver- 
tures circulaires  6. Dans  celles-ci  viennent  pénétrer  les  extrémités  des 
conducteurs  en  plomb  pour  la  mise  en  place,  dans  le  moule,  du  tissu 
qui  est  ainsi  solidement  fixé  pendant  la  coulée.  Ces  barrettes 
empêchent  également  le  coton  de  verre  de  déborder  dans  les  par- 
ties b  et  de  produire  ainsi  des  manques  dans  le  cadre. 

Pour  le  serrage  du  tissu,  les  brosses  f  sont  fixées  dans  le  moule  a 
le  long  des  bords  b,  et  au  milieu  sont  placées  des  plaques  g  en 
feutre  ou  autre  substance  analogue. 

Les  bandes  ou  lamelles  des  brosses  f  sont  beaucoup  plus  élas- 
tiques que  les  plaques  massives  en  feutre,  et  elles  pénètrent  beau- 
coup plus  facilement  dans  le  tissu  sans  détériorer  le  coton  de  verre. 

Ces  bandes,  qui,  par  exemple,  peuvent  être  constituées  par  du 
drap,  sont  rendues  incombustibles  avant  assemblage  par  trempage 
dans  une  solution  appropriée,  telle  que  celle  de  verre  soluble. 

On  peut  aussi  protéger  ces  bandes  de  drap  en  les  recouvrant  de 
bandes  de  même  largeur  en  pâte  ou  en  papier  d*amiante.  Dans  ce 
cas,  les  brosses  sont  ainsi  composées  de  bandes  alternées  de  drap  et 
de  papier  d'amiante.  Dans  chaque  moitié  du  moule,  quatre  de  ces 
brosses  sont  réunies  de  façon  à  encadrer  le  tissu.  La  surface  de  ces 
brosses  fait  légèrement  saillie  sur  celle  de  la  plaque,  et  il  y  a  ainsi 
pénétration  des  bandes  dans  le  tissu. 

Avant  l'introduction  du  tissu  dans  le  moule,  ontecule  le  coton  de 
verre  aux  extrémités  des  fils  de  plomb  qui  doivent  pénétrer  dans  les 
cavités  e.  Après  la  fermeture  du  moule,  on  coule  le  plomb.  Celui-ci 
porte  à  la  température  de  fusion  les  parties  superficielles  des  extré  - 
mités  des  fils  de  plomb  du  tissu,  et  il  se  produit  ainsi  un  contact 
intime  avec  le  cadre. 

La  plaque  terminée  est  garnie  de  matière  active  d'après  le  procédé 
suivant^  :  le  tissu  de  verre  est  d'abord  imbibé  d'une  solution  concen- 
trée d'acétate  de  plomb,  puis  porté  dans  un  bain  d'acide  suirurique 
étendu.  Il  se  forme  alors  un  précipité  de  sulfate  de  plomb  retenu 
dans  les  fils.  Ce  sulfate  est  ensuite  réduit  en  plomb  spongieux  en 
plaçant  la  plaque  entre  des  plaques  de  zinc  dans  un  électrolyte  ren- 
fermant du  chlorure  de  sodium  ou  de  l'acide  chlorhydrique  étendu. 

1.  Johannes  Zacharias,  Transportable  Akkumulaloren,  p.  18. 


6f/> 


LE<  ACCUML'L.\TELRS  ÉLECTRIQUES 


On  évite  TadhéreDce  da  plomb  spongieax  furmé  aux  lames  de  zinc 
en  interposant  du  papier-filtre.  Après  lavage  à  Feaa,  on  obtient  les 
négatives  terminées.  Les  positives  subissent  en  outre  la  peroxydation 
par  le  courant. 

A  côté  de  cette  plaque,  la  fabrique  Gùlcher  construit  également 
une  plaque  à  grande  surface. 

Cette  plaque  *,  représentée  en  figure  394    écbelle  i/4),  n'est  pas 

obtenue  par  coulée  ;  mais  elle  est 
constituée  d'une  série  de  bandes 
de  plomb  laminé  à  0"",3  d'épais- 
seur, qui  sont  espacées  de  0"",4. 
Le  mode  de  fabrication  em- 
ployé est  décrit  dans  un  brevet 
spécial  '. 

Dans  une  forme  spéciale,  on 
alterne  les  bandes  de  plomb  et 
des  bandes  de  papier;  afin  de  dé- 
gager les  extrémités  des  bandes 
de  plomb  qui  doivent  être  noyées 
dans  le  plomb  coulé  du  cadre, 
les  bandes  de  papier  ont  été 
coupées  moins  longues  et  plus 
larges  que  celles  de  plomb,  de 
sorte  que  la  mise  en  place  dans 
la  forme  se  fait  facilement. 

Le  paquet    de    bandes    ainsi 

formé  est  disposé  dans  un  moule 

dans  lequel  on  verse  le  plomb  qui  doit  former  le  cadre.  On  peut 

aussi  disposer  plusieurs  paquets  dans  un  même  moule,  quand  il  s'agit 

de  grandes  plaques. 

Le  papier  empêche  le  plomb  de  couler  dans  les  intervalles  des 
bandes.  On  l'élimine  ensuite  par  un  traitement  quelconque,  par 
exemple  à  l'acide  sulfurique. 

La  formation  de  ces  positives  se  fait  sans  addition  de  substances 
chimiques  étrangères.  EfTectuée  dans  l'acide  sulfurique  étendu,  cette 
formation  dure,  d'après  le  constructeur,  environ  trente  heures. 

!2*»  Elifments, —  Tous  les  éléments  à  poste  fixe  (batteries  d'éclairage, 
batteries-tampon,  etc.)  sont  montés  avec  positives  et  négatives  du 

1.  Brevet  allemand  H3727. 

2.  Brevet  français  298548,  du  24  mars  1900. 


Fio.  394.  —  Plaque  Gûlcher  à  grande 
surface. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


667 


type  à  tissu  en  coton  de  verre.  Pour  le  montage,  chaque  plaque  est 
enveloppée  de  coton  de  verre,  ce  qui  permet  de  rapprocher  les  diffé- 
rentes plaques  (3  millimètres)  et,  par  suite,  de  diminuer  la  résis- 
tance intérieure. 

Les  bacs  employés  dans  ce  but  sont  exclusivement  des  bacs  en 
verre  ;  d'ailleurs,  les  plus  gros  éléments  ne  dépassent  pas,  comme 
capacité,  200  ampères-heures  au  régime  de  six  heures. 


Fio.  395  et  396.  —  Élément  Gûlcher. 


Comme  le  montrent  les  figures  395  et  396,  les  plaques  sont  sus- 
pendues par  leurs  crochets  sur  des  traverses  crénelées  A,  en  ébonite. 
Ces  traverses  sont  supportées  par  les  montants  t,  t\  en  ébonite,  qui 
sont  entretoisés  dans  le  bas  et  reposent  sur  le  fond  du  bac.  Dans  la 
coupe  transversale,  h  représente  l'intervalle  des  plaques,  rempli  de 
coton  de  verre.  Les  plaques  ainsi  assemblées  forment  un  bloc  serré. 
Les  montants  e,  /,  sont  munis  de  place  en  place  de  tampons  en 
caoutchouc  souple  qui  s'appuient  sur  les  parois  du  bac  en  verre. 
Après  montage,  les  éléments  à  poste  fixe  sont  fermés  par  un  cou- 
vercle en  ébonite  autour  duquel  on  a  coulé  une  matière  résineuse 
afin  d'assurer  Tétanchéité.  Dans  le  milieu,  on  a  laissé  une  ouverture 
pour  le  remplissage  ;  cette  ouverture  est  obturée  par  un  bouchon 
perforé,  en  caoutchouc  souple. 


068  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Le  tableau  suivant  indique  les  principales  constantes  relatives  au 
plus  gros  élément  de  ce  type. 

Type  de  l'élément 
C8 

Dimensions    extérieures    du    bac    de    verre, 
en  millimètres  : 

Longueur 185 

Largeur 235 

Hauteur 3(0 

Poids,  en  kilogrammes  : 

Acide  à  24«  B 9,2 

Élément  complet  avec  acide 26,8 

Capacités,  en  ampères-heure,  aux  différents 
régimes  : 

30  heures 328 

20      —     292 

15      —     260 

12       —     240 

10      ~     228 

8      —     216 

6      —     200 

Intensité  maxima  de  charge,  en  ampères 40 

Pour  les  applications  à  la  traction  (automobiles,  tramway  s 
bateaux),  ou  pour  les  autres  applications  (éclairage  des  trains),  dans 
lesquelles  on  demande  une  capacité  élevée  et  une  décharge  assez 
rapide,  en  même  temps  qu'une  durée  suffisante,  on  fait  usage  ici 
d'éléments  dont  les  plaques  positives  sont  du  type  à  grande  surface 
ci-dessus  décrit,  et  dont  les  négatives  sont  du  type  à  tissu  en  coton 
de  verre. 

Le  montage  se  fait  dans  des  bacs  en  bois  rendu  inattaquable  à 
Tacide  par  un  vernis  et  recouvert  de  caoutchouc  durci.  Les  cou- 
vercles des  éléments  sont  construits  en  deux  parties  de  façon  à  per- 
mettre une  visite  rapide  de  Télément,  tout  en  empêchant  les  pro- 
jections d'acide. 

Les  principales  caractéristiques  d'un  de  ces  éléments  sont  données 
ci-dessous  : 

Type  de  l'élément 
Tc3 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  millimètres  : 

Longueur. 1 49 

Largeur 220 

Hauteur 335 

Poids,  eu  kilogrammes  : 

Acide  à  27«  B 4 

Élément  complet,  acide  compris 17 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


669 


Type  de  rélémeot 
Tc3 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents 
régimes  : 

6  heures '  97,5 

5      —     93,7 

i      —     88,7 

3       —     81 

2      —     73 

1       —     60 

Intensité  maxima  de  charge,  en  ampères 19,5 

Pour  tous  les  autres  éléments  transportables,  on  utilise  les 
plaques  à  tissu  en  coton  de  verre  aussi  bien  pour  les  positives  que 
pour  les  négatives. 

Les  bacs  sont  en  bois  recouvert  de  caoutchouc,  comme  dans  le  cas 


FiG.  397.  —  Petit  élément  Gûlcher. 


précédent,  ou,  pour  les  petits  éléments,  entièrement  en  ébonite 
ou  en  verre. 

Pour  les  petits  éléments,  les  plaques  sont  suspendues  sur  des  sup- 
ports en  ébonite,  qui  sont  portés  par  le  couvercle  et  font  corps  avec 
lui,  comme  il  est  indiqué  sur  la  figure  397.  Pour  les  types  plus  gros, 
ces  supports  reposent  sur  des  plaques  en  ébonite  qui  sont  fixées  soli- 
dement au  revêtement  de  caoutchouc  du  bac  en  bois.  Le  couvercle 
est  en  ébonite,  et  on  coule  par-dessus  une  substance  résineuse. 

Ces  éléments  sont  employés  pour  la  traction  (automobiles),  pour 
Tallnmage  des  moteurs  et  pour  toutes  autres  applications  (télé- 
phonie, télégraphie,  petites  batteries  d'éclairage,  etc.). 


670  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Nous  donnons  ci-dessous  les  constantes  relatives  à  an  élément 
pour  automobiles,  d*un  poids  total  de  17  kilogrammes. 

Type  de  réiément 
06 

Dimensions  extérieures  du  bac  en  bois  recou- 
vert, en  millimètres  : 

Longueur 247 

Largeur 126 

Hauteur 350 

Poids,  en  kilogrammes  : 

Acide  à  27«  B 4,45 

Élément  complet,  acide  compris 17 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents 
régimes  : 

30  heures -    246 

20      —    219 

15      — 195 

\2      —     180 

10      —     171 

8      —     162 

6      —     150 

Intensité  maxima  de  charge,  en  ampères....  30 

Accumulateurs  Schulz  *  (Accumulaioren-Werke  E.  Schnlz).  —  La 
plaque  positive  que  construit  cette  Société  dans  son  usine  de  Witten- 
sur-Ruhr,  en  Allemagne,  est  du  type  à  grande  surface. 


CERIEPELT. 


Fio.  398.  —  Positive  Schulz.  Fio.  399.  —  Négative  Schulz. 

Elle  est  obtenue  par  coulée.  La  figure  398  représente  une  portion 
de  cette  plaque.  Comme  on  le  voit,  elle  possède  une  âme  et  des  ner- 
vures très  rapprochées,  mais  d'épaisseur  relativement  assez  forte. 
Dans  le  sens  transversal,  d'autres  nervures,  plus  espacées,  viennent 
consolider  Tensembie. 

1.  Tout  récemment  ces  accumulateurs  ont  ^té  introduits  en  France  par  la  So- 
ciété française  pour  la  fabrication  des  accumulateurs  électriques,  système  Schulz. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  671 

La  formation  se  fait  par  le  procédé  BeckmanD,  précédemment 
décrit  (Voir  p.  412).  L'emploi  de  Tacide  sulfureux,  qui  se  transforme 
en  acide  sulfurîque  pendant  la  charge  de  formation,  présente  Tavan- 
tage  de  ne  laisser  aucune  impureté  dans  Télectrolyle. 

La  plaque  négative,  représentée  en  Rgure  399,  est  une  grille 
empâtée.  Dans  un  sens,  les  nervures,  en  forme  de  double  trapèze  à 
grande  base  commune,  sont  assez  rapprochées;  dans  le  sens  trans- 
versai,  les  nervures  ont  la  section  d'un  trapèze  simple  dont  la  grande 
base  s'arrête  au  milieu  de  la  plaque,  pendant  que  la  petite  base 
arrive  à  la  surface;  ces  nervures  transversales  sont  plus  espacées 
que  les  premières  ;  mais  elles  se  trouvent  en  chicane  des  deux  côtés 
de  la  plaque* 

Cette  grille  empâtée  forme  une  négative  dont  la  capacité  est  plus 
grande  que  celle  de  la  positive  à  grande  surface.  Afîn  d'obtenir  un 
contact  plus  intime  entre  la  matière  et  son  support,  on  recourbe  les 
fines  nervures  à  la  surface,  de  telle  sorte  que  les  angles  vifs  ainsi 
obtenus  pénètrent  dans  la  matière. 

Ces  plaques  sont  utilisées  dans  les  batteries  à  poste  fixe.  Les 
petits  éléments  sont  montés  avec  bacs  en  verre,  et  les  plaques  sont 
suspendues  par  leurs  crochets  supérieurs  sur  les  bords  du  bac.  Pour 
les  gros  éléments,  les  bacs  sont  en  bois  doublé  de  plomb  intérieu- 
rement et  recouverts  extérieurement  de  plusieurs  couches  de  vernis 
inattaquable  à  Tacide.  L'écartement  entre  les  plaques  est  maintenu 
par  des  tubes  de  verre.  L'ensemble  des  plaques  est  bloqué  dans  le 
bac  À  Taide  d'arceaux  en  plomb  dur  formant  ressorts  et  appliqués, 
d'une  part,  sur  une  paroi  interne  du  bac,  et,  de  Tautre,  sur  la  plaque 
extrême.  Les  queues  des  plaques  de  même  polarité  sont  réunies  par 
soudure  autogène  à  une  barrette  en  plomb. 

Acoumulateurs  D' MoU  et  Palmer.  — -  Ces  accumulateurs,  que  fabri- 
quaient antérieurement  la  «  Berliner  Electromobil-  und  Accumu- 
latoren-Werke  »,  sont  uniquement  des  éléments  transportables. 

Les  plaques  sont  du  type  Faure,  à  oxydes  rapportés.  Les  figures 
400  et  401  montrent  l'aspect  de  la  négative  après  et  avant  empâtage. 

C'est  une  grille  qui  a  ici  comme  dimensions  approximatives 
21  centimètres  de  hauteur  et  12  centimètres  de  largeur.  Cette  grille 
possède  des  nervures  verticales  à  section  en  double  trapèze,  la 
grande  base  étant  commune.  Les  nervures  horizontales  sont  à  sec- 
tion triangulaire,  la  base  étant  à  la  surface  de  la  plaque  et  le  sommet 
au  milieu.  Ces  nervures  sont  disposées  de  telle  façon  que  la  nervure 


672 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


d*uD  côté  corresponde  au  milieu  deTalvéole  delautre  côté.  En  outre, 
sur  un  même  côté,  ces  nervures  sont  en  chicane  d*uiie  case  verticale 
à  la  suivante. 

Les  figures  40i  et    403  se  rapportent  à  la  positive  de   mêmes 
dimensions. 


Fio.  400  et  401. 
Négative  MoU  et  Palmer. 


E- 


m 


FiG.  402  et  403. 
PositiTe  Moll  et  Palmer. 


C'est  une  grille  à  larges  alvéoles.  Après  Tempâtage,  les  pastilles 
de  matière  sont  perforées  comme  le  montre  la  figure. 

Les  éléments  sont  en  général  montés  avec  bacs  en  ébonite.  Pour 
certaines  applications,  on  emploie  des  bacs  en  verre  munis  de  rai- 
nures intérieures.  Le  tableau  suivant  indique  les  principales  cons- 
tantes relatives  à  un  élément  pour  automobiles  ou  pour  tramways. 


Typ«  de  réiêment 
TA  17 


Nombre  de  plaques 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Hauteur 

Largeur  

Poids,  en  kilogrammes  : 

Électrodes 

Bac  et  acide 

Total 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents 
régimes-: 

7  heures 

5      —     

3       -     

Intensité  maxima  de  charge,  en  ampères 


215 
110 

13,26 
4,675 
17,935 


160 

140 

120 

30 


Accumulateurs  de  <(  Berliner  Accumulât  oren-  undElektricitats-Gesell- 
schaft». —  i°  Accumulateurs  Lehman)!, — Cette  Sociétéallemande  cons- 
truit, pour  les  éléments  à  poste  fixe,  les  plaques  du  système  Lehmann 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


673 


qui  ont  été  précédemment  décrites  et  sont  connues  en  France 
sous  le  nom  de  plaques  Oméga. 

Le  montage  des  éléments  difTère  peu  de  celui  des  éléments  Oméga. 
Avec  les  bacs  en  verre,  les  plaques  reposent  directement  par  leurs 
talons  supérieurs  sur  les  bords  du  bac.  L'écartement  des  plaques  est 
obtenu  par  trois  rangées  de  tubes,  qui  sont  guidés  dans  le  bas  par 
trois  rigoles  en  plomb  entretoisées  et  maintenues  à  la  partie  supé- 
rieure entre  deux  tubes  horizontaux  reposant  sur  les  plaques  et  reliés 
par  un  cavalier  en  plomb.  Le  bloc  de  plaques  est  calé  dans  le  bac  par 
trois  pièces  en  plomb  antimonieux  formant  ressort  et  appuyant  à  la 
fois  sur  une  négative  extrême  et  sur  la  paroi  interne  du  bac. 

Pour  les  gros  éléments,  les  plaques,  montées  dans  des  bacs  en 
bois  plombé,  reposent  par  leurs  talons  supérieurs  sur  des  dalles  de 
verre. 

Afin  de  ne  pas  augmenter  les  dimensions  des  plaques,  pour  les 
très  gros  éléments,  on  dispose  dans  un  même  bac  deux  plaques  en 
parallèle  soudées  entre  elles  par  leur  talon  supérieur,  cette  partie 
reposant  sur  une  troisième  dalle  de  verre  placée  au  milieu  du  bac. 
Les  plaques  de  même  polai*ité  sont  reliées  entre  elles  par  soudure  à 
une  barrette. 

Les  constantes  principales  de  deux  éléments  de  ce  type  sont  les 
suivantes  : 


Nature  du  bac 

Dimensions  extérieures,  en  millimètres  : 

Longueur. 

Largeur 

Hauteur 

Poids,  en  kilogrammes  : 

De  l'élément  sans  acide 

De  l'acide  de  densité  1,18 

De  Téiément  complet 

Capacité,  en  ampères-iieures,  aux  différents  rt^- 
gimes  : 
Régimes  lents  : 

10  heures 

7,5  -  .... 
5  —  .... 
3      —     .... 


Type  de  l'éléinenl 
G5  H17 

verre      bois  doublé 
de  plomb 


30o 
260 

285 

39 

22,4 

61,4 


240 
222 
200 
180 


909 
300 
405 

210 
87,3 
297,3 


1 .233 

1.134 

1.034 

918 

43 


674 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Tfp; 

)  de  l'élément 

Régimes  rapides  : 

3  heures 

171 

U17 

875 

2      

147 

753 

1      —    .... 

123 

629 

Intensité  maxima  de  charge,  en  ampères  : 

Régimes  lents 

60 

306 

Régimes  rapides 

75 

385 

2""  Accumulateurs  Hammacher^ —  Pourles  types  transportables,  les 
plaques  employées  sont  du  type  Faure.  Les  petites  plaques  sont 
constituées,  comme  l'indique  la  figure  404,  par  une  simple  pastille  de 


Fio.  404. 
Plaque  Hammacher. 


FiG.  405.  —  Plaque  Hammacher. 


Fio.  406. 
Bac  en  verre  moulé. 


matière  active  entourée  d'un  cadre  en  plomb  antimonieux.  Pour  les 
plaques  plus  grandes,  le  cadre  porte  en  outre  une  nervure  au  milieu, 
de  Taçon  à  partager  la  matière  active  en  deux  pastilles,  ou  bien 
encore  il  y  a,  comme  on  le  voit  d'après  la  figure  405,  deux  nervures 
en  diagonale. 

Pour  Tempâtage,  on  emploie  le  procédé  Hammacher*,  qui  consiste 
à  former  une  pâte  avec  un  mélange  d'oxydes  de  plomb  et  de  subs- 
tances organiques  du  groupe  de  la  pyridine,  telles  que  la  picoline,  la 
lutidine,  etc.  On  enduit  les  plaques  de  cette  pâte  et  on  fait  sécher 
à  l'étuve  pendant  plusieurs  jours. 

Le  montage  est  effectué,  selon  les  applications,  dans  des  bacs  en 
verre,  en  ébonite  ou  en  celluloïd.  La  figure  406  montre  un  bac  en 
verre  moulé  présentant  un  rebord  intérieur  sur  lequel  reposent  les 
plaques  et  des  nervures  qui  servent  à  maintenir  Técartement. 


1.  Brevet  anglais  17161,  déposé  le  4  août  1896,  délivré  le  5  juinl897. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  675 

Le  montage  se  fait  ainsi  très  simplement  en  glissant  successi- 
vement les  plaques  dans  les  différentes  rainures.  Le  couvercle,  éga- 
lement en  verre,  porte  une  cheminée  au  milieu  et,  sur  les  côtés,  des 
fentes  permettant  le  passage  des  queues  de  plaques. 

Voici  quelles  sont  les  principales  constantes  relatives  à  un  élément 
monté  dans  un  bac  d*ébonite  et  pesant  en  tout  16^^,5  : 

Typ«  de  réiément 
A8 

Nombre  de  plaques 17 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Hauteur 185 

Largeur 100 

Épaisseur 6(+)et4,5( — ) 

Dimensions   extérieures  de   Télément,   sans 
conducteurs,  en  millimètres  : 

Longueur 212 

Largeur 114 

Hauteur 310 

Poids  de  l'élément  complet,  en  kilogrammes.  16,5 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents 
régimes  : 

7  heures 196 

5      —    176 

3      —     156 

Intensité  de  charge,  en  ampères  : 

Normale 35,2 

Maxima 52 

Les  connexions  d'élément  à  élément  sont  des  lames  ondulées  très 
élastiques  fixées  à  Taide  d'un  écrou  à  main  sur  les  tétons  des  pôles 
qui  traversent  le  couvercle  en  ébonite. 

Aocumulateurs  Pflûger  (Pflûger  Aooumulaioren-Werke  A.-a.).  — 
Cette  Société  allemande  fabrique  dans  son  usine  de  Oberschœne- 
weide  des  éléments  à  poste  fixe  et  des  éléments  transportables. 

1°  Plaques.  —  La  plaque  positive  à  poste  fixe  est  du  type  Planté  à 
grande  surface.  Entièrement  en  plomb  doux,  elle  possède,  comme 
le  montre  en  perspective  la  figure  407,  des  nervures  fines  et  très 
nombreuses  dans  un  sens,  et  des  nervures  plus  grosses  et  plus  es- 
pacées, dans  Tautre  sens,  afin  d'assurer  la  rigidité  nécessaire.  Les 
sections  de  ces  nervures  sont  trapézoïdales,  la  grande  base  étant  au 
milieu  de  la  plaque.  Le  procédé  de  formation  employé  est  la  mé- 
thode de  Planté  pure. 


676 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


La  plaque  négative,  à  oxydes  rapportés,  est  une  grille  en  plomb 
doux  à  petits  alvéoles  rectangulaires  représentée  en  perspective  par 

la  figure  408.  Cette  grille 
est  empâtée  d'un  mélange 
de  litharge  et  d'acide  sul- 
furîque. 

Pour  les  éléments  trans- 
portables, on  emploie  comme 
plaque  positive  un  quadril- 
lage en  plomb  antimonieux 
ayant  la  forme  indiquée  par 
la  figure  409,  qui  se  rap- 
porte à  une  plaque  de  di- 
mensions :  hauteur,  160  mil- 
limètres ;  largeur,  160  mil- 
limètres; épaisseur,  8  mil- 
limètres. Ces  quadrillages 
sont  empâtés  en  ménageant 
un  trou  de  4  millimètres  de 
diamètre  environ,  au  milieu 
de  chaque  alvéole.  La  plaque  négative  est  une  grille  de  6  millimètres 
empâtée. 


Fio.  407.  —  Positive  à  grande  surface  Pflûger. 


FiG.  408. —Grille  négative  FCuger.         Fio.  409.  —  Positive  à  griUe  Pflûger. 


2**  Él^me)Hs.  —  Les  petits  éléments  à  poste  fixe  sont  montés  dans 
des  bacs  en  verre  et  les  plaques  reposent  directement  sur  les  bords  du 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  677 

bac  par  des  queues  qu'elles  portent  à  la  partie  supérieure.  L'écarté- 
ment  des  plaques  est  assuré  par  trois  rangs  de  tubes  de  verre  qui 
reposent  dans  des  rigoles  en  plomb  au  fond  du  bac.  Les  plaques 
sont  calées  dans  le  bac  au  moyen  de  trois  bandes  en  plomb  antimo- 
nieux  formant  ressort  et  appuyant,  d'un  côté,  sur  la  paroi  intérieure 
du  bac  et,  de  l'autre  côté,  sur  une  négative  extrême. 

Les  gros  éléments  sont  montés  avec  bac  en  bois  plombé  ;  les 
plaques  reposent  alors  sur  des  dalles  de  verre,  qui  sont  maintenues 
à  la  partie  inférieure  dans  la  rainure  d'une  semelle  en  plomb. 

Le  tableau  suivant  exprime  les  principales  constantes  de  deux  élé- 
ments à  poste  fixe. 

Type  de  rélément 
P12  P35 

Nature  du  bac verre  bois  plombé 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  millimètres: 

Longueur 250  400 

Urgeur 220  605 

Hauteur 430  600 

Poids,  en  kilogrammes  : 

De  rélément  sans  acide 45  224 

De  l'acide  de  densité  1,18 i9,5  98,5 

De  rélément  complet 64,5  322,5 

Capacités,   en  ampères-heures,  aux  différents 
régimes  : 
Régimes  lents  : 

10  heures 264  1.273 

7      —     231  1.131 

5      —     220  1.051 

3      —    198  944 

Régimes  rapides  : 

2      —    154  769 

1      —     i32  638 

Intensité  maxima  de  charge,  en  ampères  : 

Régimes  lents 66  315 

Régimes  rapides 79  397 

Les  éléments  transportables  sont  montés  avec  bacs  en  verre  mu- 
nis de  rainures  intérieures  ou  avec  bacs  en  celluloïd.  Pour  les  élé- 
ments d'inflammation,  par  exemple,  les  bacs  sont  en  celluloïd;  le 
couvercle,  également  en  celluloïd,  ne  laisse  passer  que  les  deux  tiges 
polaires  au  travers  d'une  bague  en  caoutchouc  qui  forme  joint.  Au 
milieu  du  couvercle  se  trouve  un  bouchon  en  caoutchouc  muni  au 
centre  d'un  tube  capillaire  peur  le  passage  des  gaz.  En  outre  ce 
bouchon  est  entouré  d'un  capot  qui  empêche  le  passage  de  l'acide. 


678 


LES  ACCUMUI^TEURS  ÉLECTRIQUES 


Voici  quelques  données  relatives  à  un  tel  élément  de  60  ampères- 
heures  : 


Dimensions  extérieures,  en  millimètres 

Longueur 

Largeur 

Hauteur 

Poids  de  Téiément,  en  kilogrammes. . .  . 

Capacité,  en  ampères-heures 


Type  de  réléneot 
L«2 


72 
120 
190 
3,7 

60 


Aooumulateors  Watt  (Watt  Akkamolatoren-Werka  A.-O.).  —  C  ette 

Société  allemande  construit  de  s 
éléments  à  poste  fixe  et  des  élé- 
ments de  traction. 

Les  positivés  à  poste  fixe  sont 
du  type  à  grande  surface  ;  elles 
sont  formées  par  le  procédé 
Planté  pur. 

Les  plaques  négatives,  ainsi 
que  les  positives  transportables, 
sont  du  type  à  oxydes  rapportés. 


llllMi 

11|MI!1I!^ 

iiiiiimiit 


0  I  Z        ^*^ 

Fio.  410.  —  Plaque  à  grille  Watt. 


Ce  sont  des  grilles  qui  ont  la 
forme  représentée  en  figure  410. 
Dans  un  sens,  les  barreaux  minces 
et  assez  rapprochés  ont  une  sec- 
tion en  forme  de  losange  ;  dans 
Vautre  sens,  les  barreaux,  plus 
gros    et  plus  écartés,    ont  une 

section  triangulaire  et  sont  disposés  en  chicane  sur  les  deux  côtés 

de  la  plaque. 

L'empâtage    consiste  *  en  un  mélange  de  litharge  avec  30  0/0  de 

glycérine  et  un  peu  d'acide  butyrique. 
Le  tableau  suivant  donne  les  constantes  relatives  à  deux  éléments 

à  poste  fixe. 


Typ«  de  rélémenl 


Nature  du  bac 

Poids,  en  kilogrammes  : 

De  l'élément  sans  acide. . . 
De  l'acide  de  densité  1,18  , 
De  rél('*ment  complet 


S9  et  Sp9 

verre 

40 

23,6 

63,6 


S21  el  Sp2l 

bois  plombé 

211 

93 

304 


1.  Zacharias,  Die  Accumula toren^  p.  382. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  679 

Capacités,  en   ampères-heures,    aux    différents  Type  de  l'élément 

régimes  :                               ^  S9  et  Sp9      S2l  et  Sp2i 
Régimes  lents  type  S  : 

10  heures 242  1.197 

7,5  —       ....  222  1.100 

b      —     202  1.003 

3      —     180  891 

Régimes  rapides  type  Sp  : 

3      ~    171  849 

2      —     147  729 

1       —     123  610 

Intensité  maxima  de  charge,  en  ampères  : 

Type  S 60  297 

Type  Sp 75  374 

Pour  les  éléments  transporlables,  la  fabrique  d'accumulateurs 
Watt  emploie,  pour  Timmobilisation  de  Télectrolyte,  le  procédé 
Schâffer  et  Heinemann.  Ces  auteurs  ont  réussi  à  préparer  du  char- 
bon de  bois  qui  n'est  pas  plus  conducteur  que  l'acide  et  qui  ne  se 
décompose  pas  par  Télectrolyse.  Le  montage  s'effectue  de  la  façon 
suivante  :  On  place  d'abord  une  négative  sur  une  table,  on  dispose 
sur  cette  plaque  un  cadre  en  bois.  L'espace  délimité  par  ce  cadre 
est  rempli  de  poudre  de  charbon  imbibée  d'acide  sulfurique  étendu. 
On  comprime  en  passant  plusieurs  fois  sous  un  rouleau  de  porcelaine. 
On  superpose  ensuite  une  plaque  positive,  puis  un  cadre  en  bois,  et 
on  répète  l'opération  précédente.  Quand  le  bloc  de  plaques  est  ter- 
miné, on  l'introduit  dans  le  bac  dont  on  garnit  également  de  poudre 
de  charbon  tous  les  espaces  libres. 

Les  plaques  sont  réunies  par  soudureà  une  barrette  en  plomb,  qui 
porte  en  son  milieu  un  téton  conique  vertical  en  plomb  dur  muni 
d'un  pas  de  vis.  La  connexion  est  constituée  par  une  série  de  bandes 
de  plomb  très  minces  et  très  flexibles,  soudées  de  chaque  côté  à  un 
anneau  en  plomb  dont  l'ouverture  correspond  à  la  forme  conique  du 
téton.  L'anneau  est  serré  sur  celui-ci  à  l'aide  d'un  écrou  en  plomb. 

Un  élément  de  ce  type,  pesant  16  kilogrammes  et  employé  pour 
la  traction  des  tramways,  a  pour  principales  constantes  les  valeurs 
suivantes  : 

Type  Slp3 

Dimensions  extérieures  du  bac  d'ébonite,  en 
millimètres  : 

Hauteur 335 

Largeur 180 

Longueur 97 

Poids  total  de  l'élément,  en  kilogrammes 16   . 


680  LES  ACCIMULATEI-RS  Él-ECTRIQCES 

Capacil/-s,  en  ampères-heures,  aux  différents       jyp^  sir3 
réifîmes  : 

10  heures ! 102 

8      —     96 

6       —    90 

5      —     80 

4      —    76 

3      —    72 

2      —     54 

1       —     39 

Intensité  maxima  de  charge,  en  ampères  : 

Au  début 42 

A  la  fin 15 

La  Société  des  Accumulateurs  Watt  fabrique  en  outre  des  éléments 
dont  les  plaques  empâtées  ont  leur  quadrillage  en  plomb  doux, 
et  dont  les  positives  appartiennent  par  conséquent  au  type  mixte. 

Accamnlateurs  Behrend  (Behiend  Aocumulatoren-Werke  G.  m.  b.  H.)- 
—  Les  plaques  construites  par  c^tte  fabrique  allemande  sont  de  deux 
types  :  plaques  à  grande  surface  et  plaques  à  grille  empâtée.  Les 
premières,  du  type  Wehrlin,  sont  employées  uniquement  comme 
plaques  positives  d'éléments  stationnaires  à  décharge  rapide  (une  à 
trois  heures).  Les  secondes  sont  utilisées  soit  commPe  positives,  soit 
comme  négatives  dans  tous  les  autres  cas. 

La  plaque  Wehrlin,  à  grande  surface,  est  caractérisée  par  des  rai- 
nures profondes  en  zigzag,  qui  courent  du  haut  en  bas  de  la  plaque 
et  de  chaque  côté.  En  outre,  les  nervures  d'un  côté  croisent  celles 
du  côté  opposé,  de  façon  à  donner  â  la  plaque  une  grande  rigidité. 

Le  développement  de  surface  atteint  8  à  10.  Ces  plaques  subissent 
une  formation  électrolytique  d'après  un  procédé  spécial. 

La  plaque  a  grille  porte  des  nervures  verticales  ainsi  que  des  petites 
nervures  horizontales  à  section  triangulaire  et  disposées  de  telle 
sorte  qu'elles  correspondent  d'un  côté  de  la  plaque  au  milieu  des 
alvéoles  de  l'autre  côté. 

Pour  les  éléments  à  poste  fixe,  on  emploie,  selon  la  grandeur, 
soit  des  bacs  en  verre,  soit  des  bacs  en  bois  plombé. 

Dans  le  type  G  relatif  aux  décharges  lentes  (trois  à  dix  heures), 
on  fait  usage  de  positives  et  négatives  à  grille  empâtée.  Le  type  GK 
pour  décharges  rapides  (une  heure  à  trois  heures)  comprend  des 
positives  à  grande  surface  et  des  négatives  à  grille. 

Avec  les  bacs  en  verre,  les  plaques  reposent  par  leurs  crochets 


MOXOORAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  681 

supérieurs  sur  les  bords  du  bac.  Elles  sont  supportées  par  une  dalle 
de  verre  lorsqu'on  fait  usage  de  bacs  en  bois  plombé.  L*écarlement 
des  plaques  est  assuré  par  des  tubes  en  verre  maintenus  par  des  pro- 
jections que  portent  les  plaques  négatives.  Les  plaques  de  même 
polarité  sont  soudées  à  une  barrette  de  connexion,  à  Taide  d'une 
soudure  rapide  inattaquable  à  Tacide  et  ne  nécessitant  pas  d'appa- 
reil à  hydrogène.  Des  pièces  en  plomb  antimonieux,  placées  d'un  côté 
entre  le  bac  et  la  négative  extrême,  maintiennent  solidement  les 
plaques. 

Pour  les  éléments  transportables,  les  plaques  à  grille  en  plomb 
antimonieux  sont  garnies  de  matière  active  de  composition  spéciale 
comprimée  mécaniquement  et  perforée. 

Le  montage  de  ces  éléments  se  fait  de  la  façon  suivante  :  les 
plaques  négatives  reposent  par  de  petits  pieds  en  plomb  sur  des 
nervures  de  renforcement  du  bac;  les  plaques  positives  sont  suspen- 
dues sur  celles-ci  par  l'intermédiaire  de  baguettes  en  matière  iso- 
lante. Les  plaques  positives  sont  enveloppées  d'une  feuille  d'ébonite 
ondulée  et  perforée  tenue  au  moyen  d'anneaux  en  caoutchouc  qui 
fixent  Técartement  des  positives  et  des  négatives. 

Les  prises  de  courant  traversent  le  couvercle  au  milieu  de  bagues 
de  caoutchouc,  et  ce  couvercle  est  lui-même  joint  sur  l'élément  par 
une  matière,  de  façon  à  rendre  cet  élément  étanche  et  néanmoins 
facilement  démontable. 

Au  milieu  du  couvercle,  l'ouverture  pour  le  contrôle  de  l'état  de 
l'acide  est  obturée  par  un  bouchon  qui  empêche  les  projections  d'acide. 

Une  particularité  de  montage  consiste  dans  l'emploi  comme  con- 
nexion d'élément  à  élément  de  fils  d'argent  recuits  reliés  aux  pôles 
en  plomb  par  une  soudure  spéciale  inattaquable  à  l'acide  et  facile- 
ment fusible.  On  a  eu  recours  à  l'argent  en  vue  d'obtenir  des  con- 
nexions à  la  fois  élastiques,  inattaquables  en  même  temps  que  très 
conductrices.  Leur  montage  et  leur  démontage  est  en  outre  simple 
et  ne  nécessite  que  l'emploi  du  fer  à  souder.  D'après  le  construc- 
teur, l'augmentation  de  prix  due  à  l'emploi  de  l'argent  serait  très 
faible. 

Les  différents  types  transportables  (types  H,  F,  0,  C)  ont,  comme 
capacités  massiques  rapportées  au  kilogramme  de  poids  total  d'élé- 
ment, les  valeurs  suivantes  : 

11,3  ampères-heures  au  régime  de  20  heures 
9,8  —  io      — 

8,2  —  6      — 


682 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Les  éléments  pour  traction  type  Tr  ont  une  capacité  massique 
un  peu  plus  élevéeet  quLatteîntlO,5ampères-heure3par  kilogramme 
d'élément  au  régime  de  cinq  heures. 

Accumulateurs  Wûste  et  Rupprecht.  —  Cette  maison  de  Vienne 
(Autriche)  a  présenté  au  concours  de  F  Automobile-Club,  en  1898,  un 

élément  pour  automobiles, 
dont  les  plaques  sont  du 
type  Faure.  Ces  plaques 
seraient,  paraît-il,  constru  i- 
tes  maintenant  par  V  «  Ac- 
cumulatoren  -  Fabrik  Ak- 
tien-Gesellschaft  ».  Le  sup- 
port, en  plomb  antimonié, 
est  constitué,  comme  le 
représente  la  figure  411,  par 
deux  grilles  superposées  et 
ayant  des  ouvertures  en 
forme  de  losange.  Dans  la 
plaque  représentée  ici,  dont 
les  dimensions  sont  :  hau- 
teur, 193  millimètres;  lar- 
geur, 166  millimètres,  il  y 
a  i08  ouvertures.  Les  ner- 
vures de  ces  grilles  ont  une  section  triangulaire  dont  la  base  se 
trouve  à  la  surface  de  la  plaque,  tandis  que  Tarète,  située  à  1  mil- 
mètre  de  la  base,  se  projette  dans  Tinlervalle  compris  entre  les  deux 
grilles.  Ces  grilles  sont  légèrement  écartées  Tune  de  Tautre,  Técar- 
tement  étant  assuré  par  un  rebord  que  possède  chacun  des  cadres 
ainsi  que  par  de  petites  tiges  placées  normalement  à  la  plaque  au 
sommet  de  chaque  losange.  Ces  tiges  viennent  affleurer  la  surface 
de  la  plaque  ou  encore  sont  soudées  sur  des  nervures  disposées  à 
angle  droit  et  qui  divisent  ici  la  plaque  en  douze  rectangles. 

L'assemblage  des  deux  grilles  est  fait  de  telle  façon  que  le  centre 
des  losanges  d'un  côté  se  trouve  en  face  du  sommet  des  losanges 
opposés. 

La  plaque  est  empâtée,  et  chaque  pastille  est  perforée  de  quatre 
trous. 

Des  plaques  du  même  genre  ont  été  également  fabriquées  par  cette 
maison,  en  constituant  des  pastilles  en  matière  active  très  fortement 


FiG.  4H.  —  Plaque  Wûste  et  Rupprecht. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  683 

comprimée  et  en  coulant  du  plomb  antimonieux  tout  autour  de  ces 
pastilles  assemblées  dans  un  moule  spécial. 

Les  éléments  pour  automobiles  sont  montés  avec  bacs  en  ébonite 
fermés  par  un  couvercle  d'une  seule  pièce,  également  en  ébonite  et 
muni  de  trois  trous,  dont  deux  pour  laisser  passer  les  prises  de  cou- 
rant, et  le  troisième,  fermé  par  un  bouchon,  pour  le  dégagement 
gazeux. 

Les  plaques  reposent  sur  un  cadre  en  celluloïd  renforcé  par  deux 
traverses  dans  le  sens  de  la  largeur  du  bac.  L'écarlement  est  assuré 
par  des  baguettes  en  celluloïd  soudées  au  cadre  à  la  partie  inférieure 
et  réunies  en  haut  par  une  ceinture  en  celluloïd.  La  réunion  des 
plaques  de  même  polarité  se  fait  par  soudure  à  une  barrette  en 
plomb.  L'ensemble  des  plaques  forme  ainsi  un  bloc  qu'on  peut  faci- 
lement sortir  du  bac. 

Voici  quelles  étaient  les  principales  constantes  de  l'élément  pré- 
senté au  Concours  de  l'Automobile-Club  *  : 

Nombre  des  plaques H 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Hauteur 193 

Largeur 166 

Épaisseur 4(+) et3(— ) 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  millim.  : 

Hauteur 255 

Longueur 175 

Largeur 95 

Poids,  en  kilogrammes  : 

Des  plaques  positives 3,75 

Du  bac 0,7 

De  l'acide  de  densité  1,231 2,5 

Total  de  l'élément : . . .  13,5 

Capacité,  en  ampères-heures,   au  régime  de 

5  heures 120 

Accamulatears  Titan.  —  La  fabrique  autrichienne  Franz  Heimel 
construit  des  accumulateurs  dont  un  type  a  été  présenté  au  Concours 
d'Accumulateurs  de  l'Automobile-Club  en  1898. 

Les  plaques  sont  du  type  mixte  ;  la  construction  est  la  même  pour 
les  positives  et  pour  les  négatives.  La  figure  412  indique  l'aspect 
d'une  électrode.  La  matière  active  est  contenue  dans  un  sac  formé 
de  deux  feuilles  de  plomb  doux  de  faible  épaisseur  ;  une  des  deux 

1.  Éclairage  éleclriquey  t.  XXII,  p.  342;  3  mars  1900. 


684 


LK.S  ACCLMUL-VTEURS  ÉLHCTRIQUES 


feuilles   est  rabattue  sur  la  première  de  façon  à  fermer  le  sac. 
Lorsque  Tempàtage  est  terminé,  on  réunît  les  deux  feuilles,  puis  on 

perfore  chacune  d'elles  de  fentes 

L 


rectangulaires  et  disposées  en 
quinconce  des  deux  côtés.  Toutes 
les  languettes  de  plomb  qui  ont 
été  détachées  sur  trois  côtés  seu- 
lement pendant  la  perforation 
sont  repoussées  à  Tintérieur  de 
la  matière  active. 

Les  plaques  sont  montées  dans 
un  bac  en  ébonite  ;  elles  sont  sup- 
portées par  un  châssis  placé  au 
fond  du  bac  et  constitué  par  un 
certain  nombre  de  supports  en 
celluloïd  portant  des  encoches  et 
reliés  ensemble  par  des  traverses 
en  celluloïd.  Les  séparateurs  sont 

constitués  par  des  feuilles  de  celluloïd  très  finement  perforé  et  qui 

sont  munies  de  nervures  verticales.   Les  plaques  de  môme  polarité 

sont  réunies  par  soudure  à  une  barrette. 

Les  principales  constantes  d'un  élément  présenté  au  concours  de 

1898,  pour  une  capacité  de  120  ampères-heures  au  régime  de  cinq 

heures,  sont  les  suivantes  : 


1 


I  I  I  I  I  t  I  I  I  I  i  >  »  >  t 
I  4  I  I  11  I  I  I  I  «  i  *  «  » 
I  •  I  I  I  M  *  V  1  <  M  I  1 

I  I  M  I  I  I  I  1^  I  t  *  *  1  * 
I  I  f  I  I  I  1  I  M  I  I  M  f 
I  I  1  I  M  I  I  M  I  I  M  f 
I  I  1  I  M  i  t  1  M  t  I  I  I 
•  I  I  I  I  I  I  f  I  I  t  t  f  I  I 
t  I  I  I  I  I  I  I  »  Il  <  i  I  t 
I  I  I  I  M  I  I  I  I  4  I  r  I  I 
I  I  I  r  t  I  1  t  t  I  I  I  I  I  I 

I  I  I  t  I  «  Il  «  »  I  Ml  I 
I  il  I  I  I  II  I  I  I  I  I  I 

f  II  I  un  f  M  1 1 1  i 
LiJ  '  *X'  *  ^  I  LXi  li- 

Fio.  412.  —  Plaque  titan. 


Nombre  de  plaques 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Hauteur 

Largeur . 


Epaisseur 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  millim. 

Hauteur , 

Longueur 

Urgeur ,^ 

Poids,  en  kilogrammes  : 

D'une  positive 

D'une  négative 

Du  bac , 

De  lacide  {(/  =  1 ,28) 

Total  de  l'élément 


11 

160 
100 


250 
135 
120 

0,89 
0,45 
0,565 
2,35 
12,00 


Accumulateurs  de  la  a  Ghloride  Electrical  Siorage  Syndicate  Limi- 
ted ».  —  Cette  Société  fabrique,  dans  son  usine  de  Manchester,  des 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


685 


plaques  positives  à  grande  surface  et  des  négatives  au  chlorure  de 
plomb. 

lo  Plaques,  —  La  plaque  positive,  semblable  pour  tous  les  types 
d'éléments,  les  dimensions  seules  étant  variables,  est  représentée 
par  la  figure  413,  qui  se  rapporte  à  une  plaque  ayant  comme  dimen- 
sions extérieures  :  hauteur,  252  millimètres,  queue  non  comprise  ; 
largeur,  235  millimètres. 


z 


^^,  ^'^^  z'^.  /T^' 


'M 
3i 


^^ 


""V*^?^    jfl'^^ 


-•^^        ■•-UL>^       ''.«r^       ' 


Fio.  413.  —  Positive  de  la  «  Chloride  Electrical  Storage  L.  ». 

C'est  un  quadrillage  en  plomb  antimonieux  coulé  sous  pression, 
afin  d'obtenir  un  métal  plus  homogène.  Ce  quadrillage  coulé  pré- 
sente une  série  de  trous  de  section  circulaire  et  de  forme  tronconique, 
la  petite  base  étant  au  milieu  de  la  plaque,  ce  qui  permet  le  démou- 
lage. C'est  dans  ces  trous  qu'on  vient  loger  le  plomb  actif;  celui-ci 
est  constitué  de  la  façon  suivante  :  de  longues  bandes  en  plomb 
doux  ayant,  comme  largeur,  l'épaisseur  de  la  plaque,  soit  environ 
8  millimètres,  sont  laminées  par  des  machines  spéciales  qui  pro- 
duisent sur  une  face  du  ruban  des  cotes  à  section  triangulaire  et  le 
découpent  ensuite  de  longueur  convenable. 

Après  cette  opération,  désignée  sous  le  nom  de  «  gimping  »,  les 
bandes,  sont  enroulées  en  forme  de  spirale  (rosette),  puis  introduites 
à  la  main  dans  les  trous  du  quadrillage.  Quand  les  plaques  sont 
ainsi  garnies,  on  les  comprime  à  la  presse  hydraulique  ;  cette  com- 


686  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

pression  complète    mécaniqaement  la  fixation  des  rosettes.    Les 
figures  414  et  415  montrent  un  ruban  et  une  rosette. 

Les  plaques  ainsi  fabriquées,  montées  comme  positives  en  regard 
de  plaques  de  plomb  servant  d'électrodes  négatives  d'atelier,  sont 
formées  électrochimiquement  et  sortent  de  cette  opération  recou- 
verte d'une  couche  mince  et  adhérente  de  peroxyde. 


/\/\/VVV\/\ 


Fio.  414.  —  Ruban  de  plomb.  Fig.  415.  —  Rosette. 

Comme  on  le  voit,  cette  plaque  positive  appartient  au  genre  Planté. 
En  modifiant  convenablement  le  rapport  entre  le  poids  de  plomb 
doux  et  le  poids  total  de  la  plaque,  on  peut  faire  varier  la  capacité 
spécifique  de  la  plaque  et  en  faire  à  volonté  une. plaque  à  poste  fixe 
ou  une  plaque  de  traction.  Dans  le  premier  cas,  ce  rapport  atteint 
environ  50  0/0  ;  il  est  ordinairement  égal  à  58  0/0  environ  dans  le 
second  cas.  C'est  ce  qu'on  peut  déduire  du  tableau  comparatif  sui- 
vant : 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Hauteur 

Largeur 

Épaisseur 

Poids,  -en  kilogrammes  : 

Quadrillage 

Rosettes 

La  plaque  négative  est  du  type  à  pastilles  de  chlorure  de  plomb. 
C'est  la  plaque  bien  connue  de  la  Société  pour  le  Travail  électrique 
des  métaux.  La  forme  seule  de  la  pastille  est  ici  un  peu  différente. 

La  figure  416,  qui  se  rapporte  à  une  plaque  négative  de  272  milli- 
mètres de  hauteur  (queue  non  comprise)  et  de  235  millimètres  de 
largeur,  montre  que  la  négative  est  composée  de  pastilles  hexago- 
nales, perforées  chacune  de  deux  petits  trous  qui  assurent  la  circula- 
tion de  l'électrolyte  et  empêchent  les  gonflements  de  matière. 

Le  chlorure  de  plomb  est  fabriqué  à  l'usine  en  attaquant  la  litharge 
par  l'acide  acétique,  puis  en  précipitant  la  solution  par  l'acide  chlor- 


Poste  fixe 

Tnetioo 

270 

254 

235 

182 

K 

8 

2,098 

1,248 

2,125 

1,728 

MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


687 


hydrique.  Après  séchage,  le  chlorure  de  plomb  est  introduit  dans 
de  grands  creusets  et  mélangé  à  du  chlorure  de  zinc. 

Le  mélange  fondu  est  alors  coulé  en  pastilles,  et  ces  pastilles  sont 
disposées  ensuite  à  la  main  dans  un  moulé  à  plaques.  Le  plomb 
antimonieux  coulé  dans  ce  moule  sertit  toutes  les  pastilles  dont  tous 


(A 


O&ëoOOOQp 
COOOQOQO 

OOOOQOQO 

000000000 

OOOOOOOQ 

oooooooa 

OOOQÛQOOp 
OOcMQOOO 

ooooooooo 


Fio.  416.  —  Négative  de  la  «  Chloride  Electrical  Slorage  L.  ». 

les  côtés  sont  en  forme  de  biseau.  Pour  la  réduction,  les  plaques 
sont  mises  en  contact  avec  des  plaques  de  zinc,  et  les  pastilles  de 
chlorure  de  plomb  sont  transformées  en  pastilles  de  plomb  spongieux. 

En  faisant  varier  les  proportions  relatives  de  plomb  spongieux  et 
de  quadrillage,  on  peut  faire  varier  la  capacité  spécifique.  Le  tableau 
suivant  perm€^  de  comparer  à  ce  point  de  vue  les  plaques  négatives 
à  poste  fixe  ç{  celles  de  traction. 

Le  rapp<y^t  entre  le  poids  de  plomb  spongieux  et  le  poids  total  de 
la  plaque  Atteint  0,435  dans  le  premier  cas,  et  0,472  dans  le  second. 

Dimensjpns  des  plaques,  en  millimètres  : 

Hajlteur 

l-^geur 

Épaisseur 

PoicM,  en  kilogrammes  : 

Quadrillage 

/plomb  spongieux 

/ 


Posle  fixe 

Traction 

276 

254 

235 

182 

5 

5 

i,394 

0,848 

1,072 

0,756 

688 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


2°  Eléments,  —  Pour  les  éléments  à  poste  fixe,  le  montage  des 
plaques  s'eiïectue  dans  des  bacs  en  verre  pour  les  petits  éléments  et, 
pour  les  gros,  dans  des  bacs  en  bois  doublé  de  plomb,  ou  encore  en 
plomb  massif. 

Les  plaques  sont  suspendues  par  les  crochets  qu'elles  portent  à  la 


Fio.  41:     -  i;b/nicnt  rio  In  y  Ghlqfide  Eleciricftl Stora^fc  L.  »♦ 


partie  supérieur*^  :A.7^  ^1^*  ^t  ll^V)  sur  deux  dalles  de  ve^re  qui  sont 
fixées  en  bas  dnris  los  rainures  d'un  cbâsaîs  en  bois  re^posant  au 
fond  du  bac  et  rotonuoH  im  lirtut  par  les  crochets  de  forme\  spéciale 
des  négatives  (^'uir  fhj,  ilOL  I/(>ruHement  des  plaques  es^  assuré 
par  des  tubes  de  verre  possédant  une  tête  aplatie  qui  reposé^  sur  la 
partie  supérieure  des  plaques.  La  figure  417  donne  une  vu^  d'en- 
semble de  l'élément  type  RG7  pour  éclairage.  Les  plaques  sont 
soudées  à  deux  barrettes  massives  en  plomb,  qui  portent  les  queues 
de  prise  de  courant. 


MONOGUAPHIE  DES  ACGUMUI.ATKURS  68^ 

Dans  le  tableau  suivant,  nous  avons  résumé  les  valeurs  caracté- 
ristiques de  deux  éléments  du  type  à  poste  fixe. 

Type  de  l'i^lément 
R.  (j.  4  R.  L.  20 

Nature  du  bac verre  plomb 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  millimètres  : 

Hauteur 356  356 

Longueur 1 78  788 

Largeur 317  381 

Nombre  de  plaques.. 9               41 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Hauteur  \        '^^^  ^+^     ^'^  ^^^ 

"^''^^'"^ )        276  (-)      276  (-) 

Urgeur 235  235 

Épaisseur 8(+)5(— )  8{+)o(— ) 

Poids,  en  kilogrammes  : 

Des  plaques  positives ^ 16,89  84,t6 

—        négatives 12,33  51,79 

Total  d'électrodes 29,22  136,25 

~    de  rélément 57,50  291 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents  ré- 
gimes : 

9  heures.^ 240  1.200 

6      —     216  1.080 

3      —     176  880 

1       —     120  600 

Intensité  de  charge,  en  ampères  : 

Normale 32  160 

Maxima 60  295 

Pour  les  éléments  de  traction,  ou  transportables,  le  montage 
s'effectue  dans  des  bacs  en  ébonite.  D'après  les  constructeurs,  les 
plaques  positives  de  ce  type,  en  service  notamment  sur  les  tram* 
ways  de  Birmingham,  seraient  capables  de  donner  un  parcours  de 
40.000  kilomètres-voitures  avant  renouvellement. 

Dans  le  tableau  ci-dessous  ont  été  relevées  les  principales  cons- 
tantes relatives  à  un  clément  spécialement  employé  pour  la  propul- 
sion des  bateaux  de  plaisance. 

Type  derélémmt 
LRB2 

Nature  du  bac ébonite 

Dimensions  extérieures  de  Télément,  en  mil- 
limètres : 

Hauteur 343 

Longueur 89 

Largeur 241 

44 


690  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Type  de  l'élément 
LRE2 


Nombre  de  plaques 5 

Poids  total  de  l'élément,  en  kilogrammes 16,33 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents 
régimes  : 

9  heures 80 

6      — 72 

3      — 60 

i      —    40 

Intensité  de  charge,  en  ampères  : 

Normale 10 

Maxima 20 

Accumulateurs  E.  P.  S.  (Blectrical  Power  Siorage  Go).  —  Cette 
Société,  fondée  en  1882,  fut  la  première  à  fabriquer  en  Angleterre  les 
plaques  Faure,  Sellon,  Yolkmar. 

1°  Plaques,  —  Pour  les  décharges  lentes,  les  plaques  employées 
(type  1887)  sont  du  type  Faure,  à  grilles.  Les  barreaux  ont  une 
section  en  forme  de  trapèze  double  dont  la  grande  base,  au  milieu 
de  la  plaque,  a  environ  l'^^^S  pendant  que  la  petite  base,  à  la  surface 
de  la  plaque,  a  0'°"*,25  environ.  Les  alvéoles,  de  forme  carrée,  ont 
environ  7  millimètres  de  côté.  Les  positives  et  les  négatives  sont 
semblables  et  de  même  épaisseur.  Elles  sont  coulées  en  plomb  doux. 

Pour  les  décharges  moyennes,  les  négatives  sont  les  mômes  que 
ci-dessus;  mais  les  positives,  du  type  mixte,  sont  semblables  aux 
plaques  à  augets  T.  E.  M.  ;  elles  ont  [une  âme  et  sont  coulées  en 
plomb  doux,  puis  empâtées. 

Pour  les  décharges  rapides,  les  négatives  sont  du  type  à  grille 
coulée  en  plomb  doux  et  dont  les  alvéoles  rectangulaires  ont  envi- 
ron 13  X  5  millimètres.  Les  positives,  du  type  mixte,  ont  un  quadril- 
lage de  forme  semblable  à  celui  des  plaques  Tudor,  T.  E.  M.,  etc. 
Ce  sont  des  plaques  coulées  en  plomb  doux  munies  d'une  âme  cen- 
trale et  comportant  un  grand  nombre  de  fines  nervures  horizontales 
à  section  triangulaire  et  très  rapprochées. 

Pour  des  applications  spéciales  (éclairage  des  trains  et  éléments 
transportables),  on  emploie  une  grille  de  forme  particulière  et  re- 
présentée en  figure  418. 

La  grille  représentée  *  ici  a  200  millimètres  de  hauteur,  140  milli- 
mètres de  largeur  et  4  millimètres  d*épaisseur.  On  voit  que  trois  ner- 
vures de  5  millimètres  de  hauteur  dépassent  la  surface  de  la  plaque. 
Ces  nervures  ne  servent  pas  seulement  à  augmenter  la  solidité  mé- 

1.  l*.  Schoo[),  Handbuch  der  electrischen  Accumulatoren,  p.  Sa. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


691 


0  5  10  15  cenl!kiiètres 

FiG.  418.  —  Plaque  à  grille  E.  P.  S. 


FiG.  419.  —  Montage  des  éléments,  type  L. 


692  LKîs  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

caniqae  de  la  plaque,  mais  encore  contribuent  à  assurer  la  ré{>arti- 
tion  uniforme  du  courant.  Cette  grille,  dont  les  alvéoles  carrés  ont 
13  millimètres  de  côté,  peut  être  coulée  dans  un  moule  en  deux  par- 
ties. Elle  pèse  590  grammes  avant  eïnpâtage. 

Pour  les  applications  à  la  traction  automobile,  les  plaques  sont 
du  type  Faure-King.  Ce  sont  des  grilles  en  plomb  antimonieux,  à 
alvéoles  carrés,  et  qui  possèdent  perpendiculairement  à  leur  plan  un 
certain  nombre  de  petites  projections.  Après  empâtage  (à  base  de 
minium  et  sans  acide),  on  rabat  ces  petites  projections  sur  la  matière 
active  par  compression  à  la  presse  hydraulique.  Les  positives  et  les 
négatives  sont  semblables. 

2**  Eléments.  —  Le  montage  des  plaques  à  décharges  lentes  (dix 
heures  au  moins),  type  L,  est  représenté  schématiquement  par  la 
figure  419. 

Les  négatives  portent  chacune  deux  pieds  en  plomb  ;  ces  pieds 
sont  réunis  à  la  parlie  inférieure  par  soudure  k  deux  barrettes  de 
plomb  qui  reposent  sur  des  tasseaux  en  bois.  Les  négatives  sont 
réunies,  d'autre  part,  de  chaque  côté  par  une  autre  barrette  en  plomb 
fixée  au  milieu  de  la  hauteur.  Les  plaques  positives,  qui  portent  en 
leur  milieu  des  crochets,  reposent  par  ceux-ci  sur  ces  barrettes  en 
plomb,  des  supports  en  ébonite  étant  interposés  de  façon  à  éviter  le 
contact  des  plaques  de  polarité  contraire.  Les  plaques  sont  séparées 
entre  elles  par  trois  agrafes  en  ébonite.  Les  queues  de  prise  de  cou- 
rant des  plaques  de  même  polarité  sont  soudées  à  une  barrette  en 
plomb  qui  forme  collecteur  et  porte  un  œillet  dans  lequel  s'engage 
le  boulon  qui  doit  réunir  deux  éléments  voisins. 

Voici,  d'après  le  Catalogue  de  1903,  quelques  constantes  d'un 
de  ces  deux  éléments: 

Type  LU 

Nombre  de  plaques il 

Nature  du  bac verre 

Dimensions  extérieures  de  rélément,'«n  milli- 
mètres : 

Longueur d  84 

Larj^eur 330 

Hauteur  du  bac 368 

Hauteur  totale 444 

Poids  d'acide  de  densité  1,20,  en  kilogrammes.  16,8 

Poids  de  l'élément  complet,  en  kilogrammes.  46,7 

Capacité,  en  ampères-heures  (au  régime  maxi- 
mum de  10  heures  ) 220 

Intensité  normale  de  charge,  en  ampères 16  à  22 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


693 


Pour  les  éléments  à  décharges  moyennes  (type  WS),  le  montage 
est  représenté  par  la  figure  420.  Comme  dans  le  cas  précédent,  les 
négatives  sont  reliées  à  la  partie  inférieure  ;  mais  c'est  du  bas  que 
part  la  prise  de  courant,  au  lieu  d'être,  comme  précédemment,  à  la 
partie  supérieure. 

Les  positives  sont  reliées  entre  elles  à  la  partie  supérieure  par 
deux  barrettes  de  plomb,  qui  sont  à  cheval  sur  les  négatives  par 
rintermédiaire  de  cavaliers  en  ébonite. 


Fio.  420.  —  Montage  des  éléments,  type  WS. 


Dans  chaque  intervalle,  trois  tubes  de  verre  assurent  Técartement 
des  plaques.  Chacune  des  bandes  de  connexion  porte  deux  trous 
pour  le  passage  de  deux  boulons  servant  à  réunir  deux  éléments 
voisins. 

Le  tableau  suivant  donne  les  principales  constantes  de  deux  élé- 
ments de  ce  type. 


Type 


WS9 

Nombre  de  plaques 9 

Nature  du  bac verre 

Dimensions  extérieures   de   l'élé- 
ment, en  millimèlres  : 

Longueur 244 

Largeur.. 330 

Hauteur  du  bac 368 

Hauteur  totale 457 


WS42 
42 


bois  plombé 


648 
470 
406 
495 


694  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Type 
WS9  \VS42 

Poids    d'acide  de  densité  1,20,  en 

kilogrammes 20  66,7 

Poids  de  Télément  complet,  en  itilo- 

grammes 66,7  274,4 

Capacités,  en  ampères- heures,  aux 
diiïérents  régimes  : 

7    heures 224  4.120 

3,5    —     168  840 

2  —     120  600 

intensité    normale  de  charge,   en 

ampères 23  à  45  220 

Le  montage  des  éléments  à  décharges  rapides  (type  P)  est  repré- 
senté sch^matiquementen  figure  .421.  Les  bacs  sont  en  bois  plombé; 
les  plaques  sont  supportées  par  des  dalles  au  moyen  de  crochets 
qu'elles  portent  à  la  partie  supérieure.  Quatre  rangées  de  tubes 
maintiennent  Técartement  des  plaques.  Dans  le  Catalogue  de  1903, 
nous  trouvons  les  renseignements  suivants  pour  un  élément  de  ce 
type: 

Typ«  P21 

Nature  du  bac bois  plombé 

Nombre  de  plaques 21 

Encombrement  extérieur  d'un   élément,   en 
millimètres  : 

Longueur 464 

Largeur 540 

Hauteur  (isolateurs  et  connexions  com- 
pris)    667 

Poids  approximatif  de  Télément  complet,  en 

kilogrammes 342,9 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  difTérents 
régimes  : 
5  heures 1 .050 

3  —    930 

1      —    500 

Entre  les  plaques  et  la  chemise  de  plomb  du  bac  on  a  interposé 
une  feuille  d'ébonite  de  l'^^'fS.  La  figure  montre  que  les  connexions 
entre  éléments  voisins  se  font  par  soudure  à  une  barrette  en  plomb. 

Les  bacs  des  types  P  et  OK  peuvent  être  faits  entièrement  en 
plomb,  la  chemise  de  plomb  étant  maintenue  par  un  encadrement 
spécial  en  grosses  nervures  de  plomb  (Voir  fig,  422). 

Le  montage  des  plaques  Faure-King  pour  éléments  d'automobiles 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


695 


|<. ^ ^ 


Fio.  421.  —  Montage  des  éléments,  type  P. 


1-^-- 


.„   x.JL.j^ Ji 


wwt 


Fio.  422.  —  Montage  des  éléments,  types  P  et  OK. 


696  LE8  ACCUMUIJITKURS  ÉLECTRIQUES 

se  fait  dans  des  bacs  en  ébonite  munis  de  petites  lentilles  exté- 
rieures faisant  corps  avec  le  bac,  et  en  saillie  de  quelques  millimètres 
de  façon  à  assurer  Técartement  de  deux  bacs  voisins. 

Les  plaques  reposent  sur  deux  tasseaux  en  bois  placés  au  fond  du 
bac. 

Les  positives  sont  enveloppées  de  carton  d'amiante,  puis  d*une 
feuille  d'ébonite  perforée,  et  introduites  dans  un  cadre  en  ébonite. 

Entre  les  plaques  se  trouvent  des  fourches  en  ébonite.  Un  cou- 
vercle en  bois  placé  sur  le  liquide  empêche  les  projections.  Les 
plaques  de  même  polarité  sont  réunies  par  soudure  à  une  barrette. 
Antérieurement  les  connexions  d'élément  à  élément  étaient  cons- 
tituées par  un  câble  en  cuivre  recouvert  d'un  tube  de  caoutchouc. 
Le  Catalogue  de  1903  donne  les  constantes  suivantes  pour  un 
élément  de  ce  type  : 

Type  Bt3 

Nature  du  bac ébonite 

Nombre  de  plaques 13 

Poids  approximatif  de  Télément,  en  kilogr. . .  17,7 
Capacités,  en  ampères- heures,  aux  différents 
régimes  : 

7  heures 16S 

5      —      150 

3      —    14* 

Pour  le  montage  des  plaques  spéciales  de  la  fîgure  418,  on  place 
sur  les  nervures  de  renforcement  des  cojns  en  ébonite  qui  isolent  les 
plaques  les  unes  des  autres. 

Âcoumnlateurs  Hart  (Hart  aocomnlator  Company  Limited).  — 
Cette  Société  anglaise  fabrique  des  plaques  mixtes.  Le  quadrillage 
est  coulé  en  plomb  doux.  La  figure  4^  qui  le  représente  se  rap- 
porte à  une  plaque  de  dimensions  :  241  millimètres  de  hauteur, 
229  millimètres  de  largeur  et  8  millimètres  d'épaisseur. 

Les  figures  424  et  425  montrent  une  partie  de  la  plaque  en  coupe 
verticale  et  horizontale. 

Ce  quadrillage  possède  une  âme,  et,  dans  le  sens  vertical,  des  ner- 
vures à  section  triangulaire,  espacées  de  30  millimètres  environ. 

Dans  le  sens  horizontal  sont  disposées  un  grand  nombre  de  fines 
nervures,  à  section  triangulaire  [fig,  424).  Ces  fines  nervures  sont 
écartées  de  2"'",8  environ  d'axe  en  axe. 

Après  la  coulée,  la  plaque  passe  sous  un  laminoir  qui  donne 
aux  nervures  horizontales  la  courbure  représentée  en  figure  42^1. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCL'MUI^TEURS 


697 


Un  quadrillage  241  X  229  X  8  millimètres  pèse  2.722  grammes. 
Après  empàtage,  la  plaque  pèse  3.515  grammes. 

Le  montage  des  petits  et  moyens  éléments  à  poste  fixe  se  fait 
dans  des  bacs  en  verre.  Les  plaques  sont  supportées  par  des  dalles 


SB 


Fio.  423,  424  et  425.  —  Plaque  Hart. 


de  verre  à  Taido  des  crochets  qu'elles  possèdent  à  la  partie  supé- 
rieure et  sur  le  côté.  Elles  sont  séparées  par  trois  rangées  de  tubes 
de  verre.  Les  dalles  de  verre  s'engagent  dans  des  rainures  en  bois 
noirci.  Celles-ci  sont  assemblées  avec  un  cadre  en  bois  de  teck  dont 
les  pièces  supérieures  sont  mobiles.  Le  bloc  de  plaques  est  placé 
entre  les  quatre  montants  de  deux  de  ces  cadres,  puis  on  fixe  ensuite 
les  pièces  mobiles.  La  figure  426  montre  le  bloc  de  plaques  ainsi 
assemblées.  Ce  bloc  est  placé  dans  le  bac  en  verre  qui  est  supporté 
par  un  plateau  en  pin  bien  sec  renfermant  de  la  sciure  de  bois.  Les 
isolateurs  de  Télément  se  placent  sous  ce  plateau.  On  voit  en 
figure  427  Taspect  de  l'élément  monté. 

Pour  connecter  les  éléments  entre  eux,  on  fait  usage  ici  du  dis- 
positif spécial  suivant  :  les  plaques  de  même  p  olarilé  sont  reliées 
par  soudure  à  une  barrette  en  plomb  qui  porte  la  queue  de  prise  de 


698 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


coaranl  manie  d'une  oreille.  Pour  relier  deux  éléments,  on  applique 
Fane  contre  Taotre  et  très  exactement  les  deux  oreilles,  ainsi  que  le 
montre  la  figure  4i8.  Un  boulon  conique  en  matière  inattaquable  est 


FiG.  426.  —  Bloc  de  plaques. 


FiG.  421.  —  Élément  Hart  monté. 


enroncé  et  les  deux  oreilles  sont  jointes  fortement  à  Taide  d'un 
écrou.  La  connexion  est  ainsi  assurée  non  seulement  par  les  faces 
des  oreilles,  mais  aussi  par  la  surface  du  boulon  luinnéme. 


u     u 

Fio.  428.  —  Connexion  Hart. 


Pour  les  plus  gros  éléments,  employés  dans  les  stations  centrales, 
les  bacs  sont  en  bois  plombé  et  les  plaques,  également  supportées 
par  les  dalles,  sont  jumelles,  ce  qui  dispense  de  toute  connexion. 

Nous  donnons  dans  le  tableau  suivant  les  principales  valeurs 
caractéristiques  de  deux  éléments  de  ce  type. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMUIATEURS  699 

T)*pe  de  l'é'ément 
I)  (Éclairage)      26  (Station  centrale) 

Nature  du  bac verre  bois  plombé 

Nombre  de  plaques \i  26 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Hauteur 241 

Largeur 229 

Épaisseur 8 

Dimensions  extérieures  de  Télément,  en  milli- 
mètres : 

Longueur 251  700 

Largeur , 337  422 

Hauteur  totale 533  660 

Hauteur  du  bac 565 

Poids,  en  kilogrammes  : 

De  plaques 38,66 

Total  d'élément  (acide  compris) 65,77  359,25 

Capacité,  en  ampères-beures,   aux  différents 
régimes  : 

10  heures i 1 . 1 30 

9      —     243 

7      —     231 

5      —     200  1.000 

2      —     750 

1       -     500 

Courant  de  iharge,  en  ampères  : 

Normal .25  150 

Maximum 487 

L'acide  employé  est  à  la  densité  1,19. 

Dans  les  éléments  de  traction,  on  emploie  les  mômes  plaques  ; 
mais,  dans  le  montage,  celles-ci  reposent  sur  des  tasseaifx  placés  sur 
le  fond  du  bac  en  ébonite.  Un  élément  de  IS'^'flo  a  comme  princi- 
pales constantes: 

Dimensions  extérieures  de  l'élément,  en  milli- 
mètres : 

Longueur 132 

Largeur 1 59 

Hauteur  totale 349 

Poids  de  l'élément  complet,  acide  compris,  en 

kilogrammes 18,15 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différants 
régimes  : 

9  heures 117 

5      —     100 

Intensité  normale  de  charge,  en  ampères. ...  15 


700  LES  ACCUMULATEURS  ÈUvCTRIQUE.S 

Les  éléments  d'inflammation  possèdent  également  des  plaques  da 
même  type  que  celles  à  poste  fixe  ;  mais  la  proportion  de  matière 
active  est  beaucoup  plus  grande.  Ainsi,  le  poids  de  la  plaque  étant 
de  907  grammes,  le  quadrillage  ne  pèse  que  4S5  grammes. 

Ces  éléments  peuvent  donner  13  ampères-heures  par  kilogramme 
de  poids  total. 

Aocumulateurs  W.  Pope  and  Son.  —  Cette  maison  anglaise  a  pré- 
senté au  Concours  d'Accumulateurs  de  rAutomobile-Club,  en  1898, 
des  éléments  dont  les  plaques,  à  oxydes  rapportés,  sont  du  type 
Sherrin. 

La  plaque  positive,  représentée  en  figure  429,  est  constituée  par 
une  série  de  cylindres,  ayant  13  millimètres  de  diamètre,  soudés  à 
la  partie  supérieure  à  une  barrette  qui  porte  la  queue  de  prise  de 
courant,  et,  à  la  partie  inférieure,  à  une  bande  mince  de  plomb  qui 
maintient  Tensemble. 

Chaque  cylindre  comporte  une  âme  en  plomb  antimonieux  obte- 
nue par  coulée  et  présentant  Taspect  d'une  bande  perforée,  tor- 
due en  spirale,  et  terminée  en  haut  et  en  bas  par  une  partie  cylin- 
drique. 

Cette  bande  est  recouverte  d'un  empâtage  qui  affecte  la  forme 
cylindrique  et  est  maintenu  extérieurement  par  un  ruban  mince  en 
ébonite  qui,  enroulé  au  moment  de  l'empâtage,  pénètre  dans  la 
masse  et  l'affleure. 

Le  ruban  d'ébonite  recouvre  environ  la  moitié  de  la  surface  exté- 
rieure du  cylindre  de  matière  active.  Une  plaque  positive  ayant 
200  millimètres  de  hauteur,  115  millimètres  de  largeur  et  13  milli- 
mètres d'épaisseur  pèse  1.120  grammes. 

La  plaque  négative,  représentée  en  figure  430,  est  une  grille  cou- 
lée en  plomb  antimonieux,  puis  empâtée.  Les  nervures,  qui  sont  très 
fines,  ont  une  section  en  forme  de  losange  ;  les  alvéoles  rectangu- 
laires ont  50  millimètres  de  hauteur  et  6  millimètres  de  largeur. 
Après  l'empâtage,  il  n'y  a  que  le  cadre  et  les  nervures  horizontales 
de  la  plaque  qui  sont  laissées  apparentes. 

Une  plaque  négative  ayant  200  millimètres  de  hauteur,  115  milli- 
mètres de  largeur  et  5  millimètres  d'épaisseur  pèse  600  grammes, 
dont  250  de  quadrillage  et  350  grammes  de  matière  active. 

Pour  le  montage,  les  plaques  positives  ainsi  que  les  plaques  néga- 
tives sont  enfermées  dans  une  gaine  en  ébonite  perforée  ;  ces  enve- 
loppes maintiennent  l'écartement  entré  les  plaques.  Le  bac  en  ébo- 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


701 


niie  porte,  au  fond,  des  nervures  qui  servent  à  supporter  les  plaques. 
Le  couvercle  est  en  bois;  il  est  bien  ajusté  sur  le  bac  et  porte  deux 
ouvertures  rectan^laires  pour  le  passage  des  tiges  de  connexion 


PiG.  429.  —  Positive  Pope  and  Son. 


FiG.  430.  —  Négative  Pope  and  Son. 


et  un  trou  circulaire,  fermé  par  un  bouchon,  pour  Févacuation  des 
gaz. 

L'élément  présenté  au  Concours  de  1898,  pour  une  capacité  de 
120  ampères-heures  au  régime  de  cinq  heures,  avait  comme  prin- 
cipales constantes  : 


Nombre  de  plaques 17 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres: 

Hauteur 200 

Largeur i  i  5 

Épaisseur 13  (+)  et  5  (— ) 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  millim.  : 

Hauteur 265 

Longueur 207 

Largeur 132 

Poids,  en  kilogrammes: 

Des  électrodes 1 4,36 

Du  bac 1,27 

De  Facide  (densité  1,28) 2,37 

Total  de  l'élément 20 


702 


LES  ACCL'MILATEURS  ÉLECTRIQLES 


Accamnlateurs  Hathaway.  —  La  maison  anglaise  J.  Garfield 
Hathaway  a  présenté  au  Concours  de  rAutomobile-Club,  en  1898,  un 
élément  dont  les  plaques  sont  du  type  à  oxydes  rapportés. 


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□nnnDnnGi 
□Dnnnnnni 


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FiG.  431.  —  Positive  Hathaway. 


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Fio.  432.  —  Négative  Hathaway. 


Fio.  433.  --  Montage  Hathaway. 

La  plaque  positive,  représentée  en  figure  431,  comprend  une 
feuille  de  plomb  perforée  servant  de  conducteur  et  entourée  des  deux 
côtés  d'une  pastille  unique  de  matière  active,  possédant  les  mêmes 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  703 

perforations  que  la  feuille  de  plomb.  L'ensemble  est  maintenu  entre 
deux  cloisons  en  terre  poreuse  qui  présentent  un  quadrillage  sur  la 
face  extérieure  et  une  série  de  rainures  verticales  sur  le  côté  inté- 
rieur. 

La  plaque  négative,  représentée  en  figure  432,  est  de  construction 
semblable;  mais  elle  ne  renferme  pas  de  cloisons  poreuses.  En 
outre,  la  matière  active  présente  à  la  surface  des  saillies  en  forme  de 
disques  qui  sont  obtenues  en  formant  la  plaque  entre  deux  plaqucllcs 
de  bois  perforées  qui  sont  ensuite  retirées. 

L'ensemble  des  électrodes,  représenté  en  figure  433,  est  placé 
entre  deux  lames  de  verre  et  le  tout  est  maintenu  serré  par  des  bandes 
de  caoutchouc. 

Les  constantes  principales  de  l'élément  présenté  pour  une  capa- 
cité de  1^  ampères-heures  en  cinq  heures  étaient  les  suivantes  : 

Nombre  de  plaques 11 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres: 

Hauteur 215 

largeur 150 

Épaisseur 5 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  millim.  : 

Hauteur 300 

Longueur 160 

Largeur 120 

Poids,  en  kilogrammes  : 

D'une  positive 1 ,39 

D'une  négative 1,10 

Du  bac 1,22 

De  Tacide  (densité  1,2) 3,00 

Total  de  Télément 17,00 

Accumulateiirs  de  la  «  National  Battery  Go  »,  accumulateur  Sperry. 
—  La  Société  américaine  National  Battery  Co  construit  des  plaques 
des  deux  types  à  grande  surface  et  à  oxydes  rapportés. 

1*  Plaques,  —  Pour  les  plaques  de  petites  dimensions,  les  négatives 
sont  des  grilles  empâtées  dont  la  forme  est  représentée  en  figure  434. 
Ces  grilles  sont  percées  de  trous  triangulaires.  Deux  côtés  seule- 
ment du  triangle  étant  coupés,  les  petites  lamelles  formées  se  pro- 
jettent en  dehors  de  la  grille.  La  matière  active  est  appliquée  sur 
celle-ci  à  Fétat  de  poudre,  puis  soumise  à  une  pression  élevée. 
Sur  les  deux  côtés  de  la  plaque,  la  matière  est  retenue  par  les 
lamelles  et  elle  se  soude  à  elle-même  des  deux  côtés  à  travers  les 


UE-  A».cvMi:i-iTï7.a-  tLEcrnc,:Kis 


troa^  trûn^ilaires.  Ces  crgatires  sool  empk*Tées  dans  les  éléments 
pour  autorïjobiles  et  poor  Liteaux. 

Les  D^gatÎTes  de  plus  p^od^rs  dimensions,  type  C,  ainsi  qne  les 
pi>sitires  empâtées,  ont  co.Time  support  le  quadrillage  représenté  en 
fjgare  435  et  qui  comporte  one  série  d'aagets  inclinés  et  placés  en 
qaÎQCODce  des  deux  cMé:»  de  la  plaque.  Ces  acgets.  de  largeur  assex 
élevée,  sont  empâtés  de  matière  actiTe.  Ces  plaques  sont  utilisées 
dans  les  applications  â  poste  fixe. 


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FiG.  431. 
Négative  National  Batterj-  Co. 


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3^ 


I 


FiG.  435.  —  Plaqae  tjpe  C 
tie    la  National   Battery  Co. 


La  plaque  positive  à  grande  surrace  est  représentée  par  la 
figure  436  qui  se  rapporte  à  une  plaque  type  F  de  dimensions  :  hau* 
teur,  394  millimètres,  largeur,  394  millimètres.  Elle  est  constituée 
par  un  assemblage  de  bandes  alternativement  droites  et  ondulées  qui 
sont  réunies  dans  un  cadre  et  soudées  à  ce  cadre  au  moyen  du  chalu- 
meau. Les  bandes  sont  maintenant  obtenues  par  laminage. 

Un  autre  type  de  plaque  construite  pour  la  traction  et  les  bateaux 
est  la  plaque  Sperry.  C'est  une  électrode  à  oxydes  rapportés.  Elle  est 
constituée  par  une  plaque  mince  en  plomb  ondulée  horizontalement 
dans  le  but  de  permettre  la  dilatation  et  d'empêcher  le  gondolement. 
Dans  le  fond  des  ondulations,  on  vient  ensuite  estamper  des  petites 
parties  trapézoïdales  qui  sont  taillées  en  diagonale,  de  telle  fa^on 
qu'il  en  résulte  une  sorte  de  râpe  dont  les  dents  sont  assez  longues 
et  ont  une  forme  triangulaire  ;  elles  sont  recourbées  vers  Textérieur 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  705 

Les  ondulations  sont  ensuite  remplies  de  matière  active  et,  après 
empâtage,  la  plaque  est  unie  des  deux  côtés.  Le  tout  est  alors  com- 
primé à  une  pression  d'environ  75  kilogrammes  par  centimètre  carré 
afin  de  fixer  solidement  la  matière  et  de  la  rendre  uniforme  ;  pendant 
cette  opération,  les  dents  sont  refoulées  sur  la  matière  active, 

L'empâtage  consiste  en  un  mélange  de  80  à  85  0/0  de  plomb  pur 
très  divisé,  obtenu  comme  celui  de  Taccumulateur  au  chlorure,  et  de 
15  à  20  0/0  d'oxyde  de  plomb.  On  additionne  ce  mélange  de  i/25 
de  sels  alcalins  ou  autres  substances  inertes  qui,  en  se  dissolvant 
pendant  la  formation,  créent  de  nombreux  pores  dans  la  masse.  On 
ajoute,  en  outre,  une  substance  organique. 

^  Eléments,  —  Les  éléments  stalionnaires  sont  montés,  suivant  la 
grandeur,  dans  des  bacs  en  verre  ou  en  cbonite,  ou  encore  dans  des 
bacs  en  bois  plombe.  Avec  les  bacs  en  verre,  les  plaques  reposent 
directement  sur  les  bords  du  bac  par  les  crochets  de  suspension 
qu'elles  portent  à  la  partie  supérieure;  Técartement 'des  plaques  est 
assuré  par  des  tubes  de  verre.  Les  plaques  de  même  polarité  sont 
soudées  à  une  barrette  en  plomb  qui  porte  la  prise  de  courant.  Le 
tableau  suivant  indique  les  caractéristiques  principales  d'un  élément 
monté  avec  plaques  positives  et  négatives  du  type  empâté  de  la 
figure  435,  et  bac  en  verre. 

Type  de  Télément 
D13 

Nombre  de  plaques j  3 

Dimensions  des  plaques,  en  railliraëlres  : 

Largeur lî<7 

Hauteur i97 

Dimensions  extérieures  du  bac  de  verre,  en 
millimètres: 

Largeur 279 

Longueur 232 

Hauteur 279 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  difTérents 
régimes  : 

8  heures 240 

5      —     210 

3      —     180 

Intensité  normale  do  cliarge,  en  ampères 30 

Dans  les  gros  éléments,  les  plaques  montées  dans  des  bacs  en 
bois  plombé  sont  suspendues  par  leurs  crochets  supérieurs  sur  des 
dalles  de  verre.  Chaque  rangée  de  tubes  en  verre  qui  séparent  les 

43 


706 


LES  ACCLMILATEURS  ÉLECTRIQUES 


plaques  est  maintenue  par  une  lame  isolante  perforée  qui  vient  repo- 
ser sur  les  épaulements   que  portent  les  queues  des  plaques  (Voir 


Fio.  436.  —  Positive  à  grande  surface  de  la  National  Battery  Co. 

fig,  436).  Un  élément  de  ce  type,  monté  avec  positives  à  grande  sur- 
face du  type  de  la  figure  436,  a  les  constantes  suivantes  : 

Tjrpe  de  l'élément 
F15 

Nombre  de  plaques 15 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres: 

Hauteur 394 

Largeur 394 

Dimensions  extérieures  du  bac,  en  millim.  : 

Largeur 489 

Longueur 502 

Hauteur 559 

Poids,  en  kilogrammes: 

De  l'acide 93,44 

De  Télément  complet 300,3 

Capacités    en  ampères-heures,  aux  dilTt^renls 
régimes  : 

8  heures 1120 

5      -      980 

3      —      840 

1      —      560 

Intensité  normale  de  charge,  en  ampères 140 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  707 

Pour  les  éléments  de  traction,  les  bacs  sont  en  cbonite;  le  fond 
du  bac  est  muni  de  deux  nervures  en  caoutchouc  souple  qui  sup- 
portent les  plaques.  Entre  les  plaques,  on  ne  met  pas  de  séparateurs  ; 
mais  les  positives  sont  entourées  d'une  enveloppe  en  pyroxyline. 
Cette  enveloppe  est  obtenue  par  nitration  d'un  tissu  de  coton  à 
mailles;  après  la  nitration,  le  tissu  ne  paraît  pas  avoir  changé  d'as- 
pect extérieur.  Les  constructeurs  font  remarquer  que  l'emploi  du 
coton-poudre  est  sans  danger  à  l'état  humide  et  que,  d'autre  part, 
il  ne  se  dissout  que  dans  Tacide  sulfurique  concentré  et  pas  dans 
l'acide  étendu  des  éléments. 

Les  plaques  de  même  polarité  sont  également  soudées  à  une 
barrette  en  plomb  portant  la  prise  de  courant  qui  traverse  le  cou- 
vercle en  ébonite;  celui-ci  porte  au  milieu  un  orifice  permettant 
l'introduction  du  liquide  et  muni  d'un  bouchon  en  caoutchouc  avec 
ampoule  de  verre. 

Un  élément  pour  automobiles,  monté  avec  plaques  du  type  Sperry, 
a  comme  caractéristiques  les  valeurs  suivantes  : 

Nombre  de  plaques  par  élément 11 

Dimensions  extérieures  de  Télément,  en  milli- 
mètres (connexions  comprises)  : 

Largeur 1 84 

Longueur 121 

Hauteur 289 

Poids  total  de  rélémenl,  en  kilogrammes 18,6 

Capacité,  en  ampères-heures   (au  régime  de 

5,25  heures) 230 

Intensité  de  charge,  en  ampères  : 

Maxima 40 

Minima 10 

Pour  les  éléments  d'inflammation,  on  emploie  également  les 
plaques  Sperry  avec  le  montage  précédent. 

Accumulateurs  Gould.  —  1°  Plaques. —  Les  plaques  de  ces  éléments 
américains  sont  du  type  à  grande  surface;  elles  sont  obtenues  en 
déplaçant  dos  feuilles  de  plomb  pur  laminé  sous  des  disques  d'acier 
entre  lesquels  le  plomb  est  refoulé.  A  chaque  extrémité  de  la  plaque, 
les  disques  quittent  la  rainure  de  façon  à  laisser  un  rebord  de  sec- 
tion suffisante,  comme  il  est  indiqué  dans  la  figure  437,  qui  se 
rapporte  à  une  bandelette  unique,  ou  dans  la  figure  438,  relative  à  une 


708 


LKS  ACCUMt'L-VTErRS  É3.ECTRIQl'E.S 


bandelette  double  laissant  voir  une  nervure  médiane.  L^épaisseur  de 
ces  bandelettes  peut  varier  selon  les  cas  de  0"",3  à  0**,5,  et  on 


^^ 


^E 


FiG.  437  et  438.  —  Bandelettes  Gould. 

obtient  une  surface  totale  active  10  à  20  fois  plus  grande  que  la 
surface  apparente  de  la  plaque.  La  figure  439  représente  la  section 
d'une  plaque  à  poste  fixe  qui  donne  une  surface  active  de  ^S''"^,! 
par  kilogramme  de  plaque.  Dans  la  figure  440,  relative  à  la  plaque 
pour  automobile,  la  surface  active  atteint  5G*'"*,8  par  kilogramme  de 
plaque. 


FiG.  439  et  4S0-  — Profils  de  plaques  Gould.       Fio.  441.  —Plaque  Gould.  type  M. 


La   figure  4 il   montre  en  élévation  une  plaque  du  type  M  ayant 
comme  dimensions  :  hauteur,   152   millimètres  ;  largeur,    152  milli 
mètre?. 

La  formation  des  plaques  se  fait  par  un  procédé  électro-chimique 
et,  d'après  les  rensei^nemenls  fournis  par  la  maison,  on  obtient 
ainsi  des  négatives  de  capacité  supérieure  à  celle  des  positives. 

Pour  la  fabrication  de  ces  plaques,  on  emploie  une  machine  spé- 
ciale *. 

1.  Machine  Albert  Gould  :  brevet  allemand  121457,  du  3  juin  1899;  —  brevet 
an-dais  G47249,  du  10  avril  Jî»Oo. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATKUUS 


709 


Cette  machine  comporte  une  paire  de  rouleaux  pourvus  chacun 
de  couteaux  découpeurs  parallèles  qui,  pénétrant  dans  la  surface 
des  plaques  de  plomb,  les  coupent  par  suite  de  leur  rapide  rotation 
suivant  des  filets  ou  côtes  présentant  des  gorges  intermédiaires. 

La  plaque  ainsi  fabriquée  possède  une  âme  qui  doit  avoir  Tépais- 
seur  déterminée  et  être  égale  en  tous  points.  Il  est,  par  conséquent, 
nécessaire  que  les  couteaux  pénètrent  toujours  à  égale  profondeur 
dans  la  plaque  et  qu'ils  se  tiennent  exactement  en  regard.  A  cet  effet, 
un  dispositif  mécanique  permet  le  rapprochement  ou  Téloignement 
des  cylindres  découpeurs  aussi  bien  horizontalement  que  verticale- 
ment. 


FiG.  442  et  44  t.  —  Macliine  GoulU. 


Une  particularité  importante  du  système  consiste  à  prévoir  les 
moyens  d'éviter  autant  que  possible  la  déviation  ou  flexion  des  cou- 
teaux quand  ils  pénètrent  dans  la  plaque.  On  emploie  dans  ce  but 
des  rondelles  interposées  entre  les  couteaux  sur  les  rouleaux,  en 
leur  donnant  un  diamètre  suffisant  pour  qu'elles  viennent  exacte- 
ment en  contact  avec  la  plaque  lorsque  les  couteaux  sont  complète- 
ment entrés  dans  cette  plaque. 

Pour  obtenir  une  plaque  présentant  plusieurs  sections  découpées 
et  séparées  par  des  côtes  transversales  intermédiaires,  on  prévoit  un 
certain  nombre  de  paires  de  rouleaux  découpeurs  opérant  simultané- 
ment. 

La  figure  442  ci-contre  montre  une  vue  en  élévation  de  la  machine. 
La  figure  443  est  une  coupe  suivant  la  ligne  aa.  Le  bâtil  est  pourvu 
de  cadres-supports  2  dans  lesquels  glissent  horizontalement  les 
paliers  à  coussinet  3  pour  les  rouleaux  découpeurs  4,  4'.  Les  paliers 
55'  dans  lesquels  tourillonnent  les  rouleaux  sont  disposés  pour 
glisser  verticalement  dans  le  support  3. 


710  LES  ACCL-MULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Le  dispositif  pour  mouvoir  les  rouleaux  comprend  des  pignons  26 
engageant  avec  des  crémaillères  verticales  27,  27'  sur  les  coussinets 
respectifs  55',  ces  pignons  tourillonnant  dans  les  suppqrts  de  coussi- 
nets latéraux  33  et  connectés  ensemble  par  des  bras  oscillants  28  et 
des  articulations  28'  de  manière  que  les  deux  extrémités  des  rouleaux 
découpeurs  se  meuvent  simultanément.  L'un  des  bras  oscillants  28 
est  connecté  par  une  tige  d'accouplement  29  au  mécanisme  d'action- 
nement.  Celui-ci,  commandé  à  la  main,  est  entraîné  mécaniquement. 
Il  comprend  un  engrenage  de  réduction  30  entraîné  par  l'arbre 
principal,  puis  une  vis  hélicoïdale  31  qui  commande  la  roue  d'en- 
grenage 32.  Une  manivelle  33  et  une  articulation  29  actionnent  le 
bras  oscillant  28.  Enfin  l'accouplement  réversible  35,  muni  de  la 
poignée  36,  permet  la  marche  dans  un  sens  ou  dans  l'autre.  Un  res- 
sort 37  est  interposé  dans  cette  connexion  d'action  nement  et  est  placé 
entre  un  collier  29'  sur  la  tige  29  et  une  bague  à  rotation  28"  qui 
glisse  sur  la  tige  29  et  est  connectée  à  pivot  au  bras  28.  Un  collier 
d'arrêt  29"  peut  servir  à  entraîner  le  bras  28  en  arrière  dans  le  mou- 
vement arrière  de  la  manivelle.  Ce  mouvement  arrière  peut  être 
effectué  soit  par  la  commande  à  la  main  de  l'embrayage  réversible, 
soit  automatiquement  après  la  course  complète  de  la  manivelle  33 
lorsque  celle-ci  dépasse  le  point  mort. 

Le  ressort  37  permet  à  la  course  complète  du  mécanisme  de 
s'effectuer,  tout  en  déterminant  une  limite  à  rapproche  des  rouleaux 
par  des  dispositifs  d'arrêt  appropriés,  tels  que  des  blocs  d'échap- 
pement 38,  interposés  entre  les  coussinets  55',  l'épaisseur  de  ce  bloc 
d'espacement  déterminant  l'épaisseur  de  la  ner\ure  qui  doit  être 
laissée  dans  la  plaque,  entre  les  couteaux  découpeurs.  Le  ressort  37 
empêche  également  tout  endommagement  des  couteaux  qui  pourrait 
résulter  en  forçant  ces  derniers  à  pénétrer  trop  rapidement  dans  le 
métal. 

Chacun  des  rouleaux  4,  4'  comprend  des  couteaux  découpeurs 
parallèles  consistant  en  disques  de  feuilles  métalliques  séparées  par 
des  rondelles  de  diamètre  suffisant  pour  venir  en  contact  avec  la 
plaque  brute  lorsque  les  lames  du  couteau  ont  pénétré  complètement 
dans  cette  plaque.  De  cette  façon,  les  couteaux  sont  supportés  laté- 
ralement et  protégés  contre  une  déviation  ou  flexion. 

Pour  préserver,  en  outre,  les  couteaux  contre  un  déplacement 
latéral,  on  a  prévu,  entre  les  couteaux  découpeurs,  des  doigts 
arrivant  très  près  de  la  plaque,  séparant  ainsi  les  lames  coupantes  et 
les  guidant  lorsqu'elles  pénètrent  dans  la  plaque.  Ces  doigts  ont 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  711 

aussi  pour  but  d'enlever  les  particules  de  crasse  ou  déchets  de  métal 
qui  peuvent  rester  sur  les  couteaux.  Montés  rigidement  sur  un  arbre 
oscillant  muni  d'une  manivelle,  ils  peuvent  être  mis  facilement  hors 
d'action  pour  leur  nettoyage. 

Cette  machine  peut  servir  au  gaufrage  par  découpage  des  plaques 
de  toute  forme.  Lorsqu'on  veut  une  plaque  avec  rebords,  comme  celle 
de  la  figure  438,  il  est  préférable  de  la  fondre  avec  ces  rebords,  le 
restant  de  la  plaque  étant  uni.  On  la  dispose  alors  sur  le  chariot 
monté  entre  les  bâtis  2,  de  façon  à  amener  sa  surface  entre  les 
rouleaux  4,  4'.  Le  chariot  étant  ensuite  fixé  par  un  dispositif  d'arrêt, 
on  met  la  machine  en  mouvement  au  moyen  de  la  poulie  principale 
attaquée  par  courroie,  de  manière  à  produire  la  rotation  des  rou- 
leaux. Le  réglage  de  ceux-ci  est  alors  effectué  à  l'aide  de  l'accou- 
plement 36  qui  provoque  le  rapprochement  graduel.  En  même  temps, 
on  met  également  en  fonctionnement  à  la  main  le  mécanisme  pro- 
duisant le  va-et-vient  des  rouleaux  qui  découpent  le  plomb  suivant 
une  forme  côtelée  ou  gaufrée,  tout  en  laissant  une  âme  centrale. 

Dans  cette  opération,  il  n'y  a  aucune  portion  de  métal  perdue  ou 
enlevée  de  la  plaque,  mais  la  matière  qui  provient  des  parties 
entaillées  est  relevée  en  bords  intermédiaires  de  telle  façon  que 
ceux-ci  se  trouvent  un  peu  au-dessus  de  la  surface  de  la  plaque  et 
donnent  ainsi  en  ces  points  une  épaisseur  un  peu  plus  grande  que 
celle  du  cadre  de  la  plaque. 

Comme  on  le  voit  en  figure  413,  la  machine  possède  deux  jeux  de 
rouleaux  découpeurs  agencés  pour  travailler  simultanément  sur  deux 
sections  de  la  plaque. 

2«  Eléments,  —  Les  petits  éléments  à  poste  fixe  sont  montés  dans 
des  bacs  en  verre,  et  les  plaques  sont  suspendues  par  leurs  crochets 
supérieurs  qui  reposent  directement  sur  les  bords  du  bac. 

Des  tubes  de  verre  assurent  l'écartement.  Les  plaques  sont  réunies 
entre  elles  par  soudure.  Pour  les  gros  éléments,  on  fait  usage  de 
bacs  en  bois  plombé.  Nous  avons  réuni  dans  le  tableau  suivant  les 
principales  données  relatives  à  deux  éléments  à  poste  fixe  : 


Petit  élément  Gros  élément 

Nature  du  bac verre  bois  plombé 

Nombre  de  plaques H  26 

Type  de  plaques N  S 

Dimensions  des  plaques,  en  millimèlres  : 

Hauteur 197  394 

Largeur 197  394 


71  î  LE-<  ACCOIILATEIRS  ÉLECTRIQUES 

Dimensions  extérieures  da  bac,  en  millim.  :  verre           bois  plombé 

Longueur 2S4  413 

Largeur 241  524 

Hauteur 2ft6  693 

Hauteur  totale  de  l'élément,  en  millimètres..  317  721 

Poids  total  de  plaijues,  en  kilogrammes 27.67  163,1 

Poids  d'acide                               —            10,20  66,2 

Poids  de  l'élément  complet       —            302,5 

(opacités  en  ampères-heures,  aux  difTérents 
régimes  : 

8  heures 200  1 . 1 20 

5      —     !7i  980 

3      —     «50  8i0 

Intensité  de  charge  normale,  en  ampères 25  140 

Les  éléments  pour  éclairage  de  trains  et  de  bateaux  sont  caracté* 
risés  ici  par  leur  fermeture  hermétique.  La  figure  444  montre  la  dis- 
position adoptée.  Le  bac  en  ébonite  est  entouré  d'une  caisse  en  bois 
plombé;  des  étriers  en  fer  viennent  consolider  cette  caisse  extérieure; 
terminés  à  leur  partie  supérieure  par  des  pas  de  vis,  ils  permettent 
le  serrage  par  écrous  d'un  couvercle  en  bois  qui  porte  deux  entre- 
toises. Sous  le  couvercle  se  trouve  d'ailleurs  une  feuille  de  caout- 
chouc souple  qui,  par  le  serrage,  vient  appuyer  fortement  sur  les 
bords  supérieurs  du  bac  en  ébonite  et  assure  ainsi  rétanchéité.  Le 
couvercle  porte  trois  ouvertures,  dont  deux  rendues  étanches 
laissent  passer  les  prises  de  courant. 

L'ouverture  centrale,  munie  d'un  bouchon,  sert  au  remplissage  et 
au  dégagement  gazeux. 

Les  constantes  de  ces  éléments  sont  données  par  le  tableau 
suivant  qui  se  rapporte  au  type  de  la  figure  444,  d'après  les  indi- 
cations du  constructeur. 

Nombre  de  plaques 9 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Hauteur 229 

Largeur 197 

Dimensions  de  la  caisse  extérieure,  en  millim.  : 

Longueur 203 

Largeur 248 

Hauteur 476 

Hauteur  totale  de  Télément,  en  millimètres. .  508 

Poids  total  de  plaques,  en  kilogrammes 27,2! 

Poids  d'acide,                              —            7,26 

Poids  de  l'élément  complet       —            48,99 

Capacité  en  ampères-heures: 

Au  régime  de  7,5  heures 150 

—            5         —     135 

Intensité  de  charge  normale,  en  ampères....  30 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMUlJlTEURS 


713 


Dans  les  éléments  pour  voitures  automobiles,  le  montage  se  fait 
dans  des  bacs  en  ébonile  ;  les  plaques  reposent  sur  des  tasseaux  en 
ébonite  et  Técartement  des  électrodes  de  noms  contraires  est  obtenu 
par  des  séparateurs  également  en  ébonite  et  comprenant  une  ôme 
perforée  et  des  nervures  de  renforcement  qui  assurent  Técartement 


Fin.  444.  FiG.  445. 

ÉJément  hermétique  Gould^  Élément  Gould  pour  automobiles. 

des  plaques,  comme  on  le  voit  nettement  d'après  la  figure  445.  Les 
plaques  soudées  à.des  barrettes  portent  cbacune  une  prise  de  courant 
en  plomb  qui  traverse  le  couvercle  en  ébonite  ;  celui-ci  possède  en 
3on  milieu  un  orifice  muni  d'un  bouchon  et  qui  sert  au  dégagement 
gazeux  et  au  remplissage. 

Les  constantes  de  l'élément  représenté  en  figure  445  sont  données 
dans  le  tableau  suivant  : 

Type  de  Télémenl 
E.V. 

Nombre  de  plaques 7 

Dimensions  des  plaques  en  millimètres  : 

Hauteur ^97 

Largeur 149 

Dimensions  extérieures  du  bac  d'ébonite,  en 
millimètres  : 

Longueur 82,5 

Largeur 159 

Hauteur 279 


714  LES  ACGUNfL^rATEURS  ÉLECTRIQUES 

Type  de  Téiément 
E.V. 

Hauteur  totale  de  Félément,  en  millimètres..  292 

Poids  total  de  plaques,  en  kilogrammes 8,73 

Poids  diacide 4 ,93 

Poids  total  de  Téléraent 11,23 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents 
régimes  : 

4  heures 90 

3    —      81 

Intensité  de  charge  normale,  en  ampères....  27 

Accumulateurs  Reuterdahl  (The  Reuterdahl  Electric  Company).  — 
Cette  fabrique  américaine  construit  deux  types  de  plaques.  Les 
plaques  à  grande  surface  employées  pour  les  gros  éléments  à  poste 
fixe  ont  comme  dimensions  394  X  394  millimètres.  Le  développement 
de  surface  atteint  20,  de  sorte  que,  la  surface  totale  apparente  étant 
31  décimètres  carrés,  la  surface  totale  active  est  620 décimètres  carrés. 
La  plaque,  entièrement  en  plomb  doux,  subit  la  formation  Planté. 

Le  montage  de  ces  gros  éléments  à  poste  fixe  se  fait  comme 
généralement  dans  des  bac9  en  bois  plombé,  les  plaques  étant  sus- 
pendues extérieurement  par  leurs  crochets  sur  des  dalles  de  verre 
dépassant  un  peu  le  bord  supérieur  du  bac.  L'écartement  est  assuré 
par  des  tubes  et  les  plaques  de  même  polarité  sont  reliées  entre  elles 
par  soudure  à  une  barrette  en  plomb. 

Dans  tous  les  autres  cas,  on  fait  usage  de  plaques  à  grille 
empâtées.  La  grille,  en  plomb  antimonieux,  est  coulée  sous  pression. 
Elle  comprend  des  nervures  horizontales  symétriques  des  deux  côtés 
de  la  plaque  et  des  nervures  verticales  placées  en  chicane  de  chaque 
côté  de  la  plaque  et  dont  la  section  triangulaire  présente  sa  base  à  la 
surface  et  son  sommet  vers  l'intérieur.  Les  alvéoles  ainsi  constitués 
sont  de  forme  carrée  et  de  petites  dimensions.  La  matière  active  est 
comprimée  dans  la  grille,  puis  on  applique  sur  chaque  côté  une 
feuille  d^ébonite  perforée  munie  d'un  cadre  en  ébonite  ou  en  bois 
traité  chimiquement.  Les  trous  ont  i"",o  de  diamètre  et  sont  écartés 
de  3  millimètres  de  centre  en  centre.  Par  leurs  nervures,  ces  feuilles 
d'ébonite  servent  en  même  temps  à  séparer  les  plaques  entre 
elles. 

Les  éléments  pour  automobiles  sont  montés  dans  des  bacs  en 
ébonite  et  les  plaques  reposent  directement  sur  des  tasseaux  placés 
au  fond  du  bac. 

Ces  éléments  peuvent  donner  une  capacité  massique  de  10  ampères- 
heures  par- kilogramme  de  poids  total,  au  régime  de  trois  heures. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


715 


Accumulatears  de  «  The  Electric  Storage  Battery  Go  ». —Cette  Société , 
de  Philadelphie,  a  construit  au  début  Taccuinulateur  Clément  Payen. 
La  construction  des  plaques  Clément  Payen  est  en  tous  points  sem- 
blable à  celle  des  plaques  au  chlorure  de  la  Société  pour  le  Travail 
électrique  des  métaux.  Seule,  la  forme  des  pastilles  est  différente. 
Comme  Tindique  la  figure  446,  qui  se  rapporte  à  une  plaque  de 
200  millimètres  de  côté,  les  pastilles  sont  circulaires  et  perforées  de 
trous. 


(ij®  000000  j 


00r^.  00000 

00000000 

(j^©  00000 

00000000 

©©©©©©© 
©■©©©©©©© 


FiG.  446.  —  Plaque  Clément  Payen. 


i 


i 


Fio.  447.  —  Grille  de  The  Electric 
Storage  Battery  Co. 


Dans  ces  premiers  accumulateurs,  lés  positives  et  les  négatives 
étaient  identiques.  Les  plaques  étaient  suspendues  par  leurs  crochets 
supérieurs  sur  des  cadres  en  bois.  Les  positives  étaient  enveloppées 
d'amiante  (montage  adopté  pour  certains  types  T.  E.  M.). 

Les  plaques  de  môme  polarité  étaient  réunies  entre  elles  par  des 
boulons  en  cuivre. 

Actuellement,  pour  les  éléments  à  poste  fixe,  cette  Société  emploie 
encore  les  négatives  à  pastilles  de  chlorure  ;  mais  les  positives  sont 
du  type  à  spirales  de  plomb  doux  semblables  à  celles  de  la  «  Chloride 
Electrîcal  Storage  Syndicate  Limited»,  de  Manchester,  que  nous 
avons  décrites  précédemment. 

Pour  les  éléments  d'automobiles,  les  plaques  positives  sont  du 
type  à  grille  empâtée.  Comme  l'indique  la  figure  447,  cette  grille  est 
constituée  par  des  nervures  triangulaires  dont  la  base  est  à  la  sur- 
face de  la  plaque  et  le  sommet  au  milieu.  Les  nervures  des  deux 


716 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


côtés  opposés  ne  sonl  d'ailleurs  pas  en  regard,  mais  disposées  en 
zigzag. 

Les  grilles  négatives  sont  obtenues  par  perforation  d'une  plaque  de 
plomb  laminée. 

Dans  le  tableau  ci-dessous,  se  trouvent  résumées  les  constantes 
principales  d'un  de  ces  éléments  pour  automobiles. 


Nombre  de  plaques 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Hauteur 

Largeur 

Dimensions  extérieures  de  Télémenl,  en  mil- 
limètres: 

Longueur 

Largeur 

liauleur 

Poids,  en  kilogrammes  : 

Plaques  et  prises  de  courant 

Acide  de  densité  1,24. 

Total  de  l'élément 

Capacité,  en   ampères-heures,  au  régime  de 

4  heures  .? 


219 
122 


65 
13% 
293 

6 
i 

7,9 

72 


Accumulateurs  de  «The  Porter  Battery  Go».  —  Cette  Société  cons- 
truit, à  Chicago,  des  éléments  pour  automobiles  dont  les  plaques 


Fio.  448.  —  Grille  de  The  Porter  Battery  Co. 


positives  et  négatives  sont  semblables  et  du  type  à  grille  empâtée. 
La  figure  448  représente  cette  grille,  qui  est  caractérisée  par  ce 
fait  que  les  nervures  transversales  sont  cintrées  à  Tintérieur  dans  le 
but  de  mieux  retenir  la  matière  active. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMUFATEURS  .  717 

Le  tableau  suivant  indique  quelques  constantes  relatives  à  un  de  ces 
éléments  pour  automobiles. 

Nombre  de  plaques 7 

Dimensions  des  piatiues,  en  millimètres  : 

Hauteur 1 75 

Largeur : . .  125 

Épaisseur 3 

Dimensions  extérieures  de  l'élément,  en  mil- 
limètres : 

Longueur 54 

Largeur 133 

Hauteur 25i 

Poids  total  de  l'élément,  en  kilogrammes 5 

Densité  de  l'acide 1 ,2o 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents 
régimes  : 

5  heures 60 

4      —     57 

3      —     48 

Accumulateurs  Smith  (Smith  Storage  Baltery  Go).  —  Cette  Société 
américaine  construit  à  Binghamion  (N.-Y.)  des  accumulateurs  à 
électrodes  bipolaires  ayant  comme  les  éléments  Tribelhorn  la  forme 
de  cuvettes  s'emboîtant  les  unes  dans  les  autres.  Mais  les  cuvettes 
ont  ici  une  forme  rectangulaire.  La  cuvette  inférieure  repose  sur  une 
auge  de  même  forme  en  bois  ou  en  ébonite. 

L'électrode  inférieure  de  la  colonne  forme  le  pôle  positif,  et  l'élec- 
trode supérieure,  le  pôle  négatif  de  la  batterie. 

D'après  les  renseignements  donnés  par  cette  Compagnie,  une 
cuvette  (2  volts  par  conséquent),  ayant  une  capacité  de  ^iO  ampères- 
heures  au  régime  de  30  ampères,  pèse  43^«,09. 

Accumulateurs  Pescetto  (Societa  Italiana  di  Blettricita  gia 
Gruto).  —  1®  Plaques.  —  Cette  Société  fabrique  actuellement  dans 
son  usine  d'ÂIpignano,  en  Italie,  non  seulement  les  plaques  Pescetto 
qui  vont  être  décrites,  mais  encore  les  plaques  Majert  précédem- 
ment décrites. 

Les  plaques  Pescetto  sont  du  type  Faure,  à  oxydes  rapportés. 
La  positive,  coulée  en  plomb  antimonieux,  a  un  support  à  âme  et  à 
cadre  extérieur.  Elle  est  munie  sur  ses  deux  faces  de  nervures  hori- 
zontales qui,  après  démontage,  sont  rabattues  à  Taide  d'un  outil  de 
façon  à  constituer  une  sério  de   griffes  très  rapprochées,  comme  le 


718  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

montre  la  figure  449.  ]^a  figure  450  représente  une  plaque  positive 
entière  empâtée  partiellement. 

La  plaque  négative,  coulée  également  en  plomb  antimonieux,  est 
une  grille  à  alvéoles  rectangulaires.  Les  barreaux  qui  la  constituent 
ont  une  section  en  forme  de  losange  ;  aux  points  de  croisement  de 
ces  nervures,  on  a  soulevé,  après  démoulage,  les  arêtes  des  losanges 
sur  une  petite  longueur,  de  façon  à  former  quatre  griffes  qui  se  pré- 
sentent ainsi  au-dessus  des  alvéoles.  C'est  ce  qu'on  voit  nettement 
sur  la  figure  451,  qui  montre  une  partie  de  négative.  Lafîgure452  se 
rapporte  à  une  négative  entière,  empâtée  partiellement. 

La  matière  active  empâtée  sur  ces  deux  plaques  est  constituée  par 
un  mélange  d'oxydes  et  d'ulmates,  qui  résultent  du  traitement  en 
proportions  convenables  du  sucre  par  Tacide  sulfurique.  Ces  der- 
niers corps  forment  liant  et  donnent  de  la  porosité. 

Après  Tempâtage,  les  plaques  sont  comprimées,  de  telle  sorte 
que  les  griffes  se  rabattent  et  pénètrent  dans  la  matière. 

Voici  quelques  données  de  construction  relatives  à  des  plaques  de 
ce  type  employées  pour  la  traction  automobile. 

Plaque  positive  Plaque  né^^tire 

Dimensions  de  la  plaque,  en  millimètres  : 

Hauteur 

Largeur 

Épaisseur 

Nombre  d'augets 

—  de  griffes  par  auget 

—  d'alvéoles  rectangulaires 

Section  du  cadre,  en  millimètres  carrés 

—  de  la  queue  de  prise  de  courant,  en 
millimètres  carrés 

Poids  du  quadrillage,  en  grammes 

—  de  la  matière  active,  en  grammes 

—  total  de  la  plaque 

^'^  Eléments. —  Les  éléments  actuellement  construits  sont  divisés  en 
quatre  groupes.  Les  deux  premiers  se  rapportent  aux  éléments  à 
poste  fixe,  soit  à  décharge  rapide,  soit  à  décharge  lente.  Le  troi- 
sième groupe  comprend  les  accumulateurs  de  traction  de  tramways 
ou  de  chemins  de  fer.  Dans  les  trois  groupes,  les  éléments  possèdent 
des  positives  Majert  et  des  négatives  Pescelto. 

Le  quatrième  groupe,  relatif  aux  éléments  pour  automobiles,  ne 
comprend  que  des  plaques  Pescetto. 


158 

158 

142 

142 

6 

5,5 

50 

42 

399 

27 

25 

84 

84,9 

700 

640 

260 

260 

960 

900 

Fio.  449.  —  Fragment  de  positive  Pescetto. 


f%N 


Fio.  450.  -—  Positive  Pescetto,  empâtée  partiellement. 


m 


'v*:s-3 "  -  -  -  « 

Kio.  451.  —  Fragment  de  négative  Pescello. 


FiG.  452.  —  Négative  Pescetto,  empâtée  partiellement. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


721 


Le  montage  des  éléments  à  poste  fixe  se  fait  avec  bacs  en  verre 
ou  en  bois  plombé^  selon  les  dimensions.  Les  plaques  sont  réunies 
par  soudure  à  une  barrette.  Les  plaques  sont  suspendues  par  leurs 
crochets  supérieurs  sur  les  bords  du  bac  dans  le  cas  de  bac  en  verre 
et  sur  des  dalles  dans  le  cas  de  bac  en  bois  plombé.  L'écartement 
des  plaques  est  maintenu  par  un  tube  de  verre. 

Les  principales  constantes  de  ces  éléments  sont  données  par  le 
tableau  ci-dessous,  d*après  le  Catalogue  1903. 

Type,  décharge  lente 

—  rapide 

Encombrement  extérieur  de  Télément,  en  mil- 
limètres : 

Hauteur 

Largeur 

Longueur  

Poids,  en  kilogrammes  : 

Élément,  sans  acide 

Acide  de  densité  1,17 

Total 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  différents  ré- 
gimes : 


Décharges  lentes 


Décharges  rapides 


10  heures. 
5  —  . 
3      —    . 

3  —  . 
2  —  . 
1      —    . 


Intensité  maxima  de  charge,  en  ampères  : 

Décharges  lentes 

—         rapides 


8L 

20L 

8R 

20R 

410 

600 

275 

470 

322 

565 

56 

291 

24,6 

110 

80,6 

401 

240 

1.244 

200 

1.032 

179 

928 

170 

882 

152 

789 

122 

632 

60 

309 

76 

394 

Ces  capacités  correspondent   aux  valeurs  suivantes,  rapportées 
à  Tunité  de  surface  totale  apparente  de  plaque  positive  Majert. 


DURÉE 
de  la  décharge 

U     HBCRE8 

INTENSITÉ   SURFACIQL'E 

en  amp.  :  dm)  de 
sarfaca  apparente  de  positive 

CAPACITÉ  SORFACIQUE 

en  amp.-h.  :  dmS  de 
surface  apparente  de  positive 

10 
5 
3 
2 
1 

0,50 
0,25 

0,96 

2,55 
3,40 
5,40 
8,40 
13,60 

9,60 
8,55 
7,65 
6,80 
5,40 
4,20 
3,40 

46 


722  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Dans  les  éléments  de  la  troisième  catégorie  (tramways  et  che- 
mins de  fer),  les  plaques  sont  du  même  type  que  précédemment 
(positives  Majert,  négatives  Pescetto)  ;  mais  le  montage,  semblable 
à  celui  des  éléments  pour  automobiles,  se  fait  avec  bacs  en  ébonite. 
Voici  d'ailleurs  quelques  constantes  d'un  de  ces  éléments,  d'un  poids 
total  de  15  kilogrammes  environ  : 

Type  IA5 

Dimensions  extérieures  de  Télément,  en  milli- 
mètres : 

Hauteur 420 

Longueur 55 

Largeur 270 

Poids,  en  kilogrammes  : 

Élément  sans  acide 1 2,8 

Acide 2,2 

Élément  complet i5,0 

Capacités,  en  ampères-heures,  aux  diiïérents 
régimes  : 

1        heure 29 

0,75      —     26 

0,50      —     22 

0,25      —     : 18 

Intensité  maxima  de  charge,  en  ampères  : 

A  tension  constante,  2,55  volts 420 

A  intensité  constante 35 


Les  éléments  pour  automobiles  sont  montés  avec  plaques  du  type 
Pescetto,  positives  et  négatives.  Les  plaques  de  même  polarité  sont 
soudées  à  une  barrette  en  plomb,  qui  porte  la  tige  de  prise  de  cou- 
rant. L'écartement  des  plaques  est  assuré  par  des  séparateurs  ondu- 
lés en  ébonite  perforée.  Ceux-ci  sont  fixés  de  chaque  côté  à  des 
baguettes  en  ébonite  ;  sur  leur  milieu,  ils  portent  en  outre  quelques 
boutons  également  en  ébonite,  toutes  ces  dispositions  ayant  pour 
but  de  bien  maintenir  Técartement. 

Le  bac,  en  ébonite,  possède  deux  parois  verticales  droites,  tandis 
que  les  deux  autres  sont  coudées  à  angle  droit,  vers  la  partie  supé- 
rieure, de  façon  à  former  de  chaque  côté  un  épaulément  sur  lequel 
les  plaques  sont  suspendues  par  leurs  crochets. 

Les  figures  453,  454  et  455,  qui  représentent  successivement  un 
élément  en  coupe  verticale,  un  bac  en  coupe  verticale  dans  Tautre 
sens,  et  un  bac  en  coupe  horizontale,  montrent  bien  les  particularités 
de  ce  montage.  Le  couvercle  en  ébonite  est  à  emboîtement,  et  il 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


723 


s'appuie  à  la  fois  sur  les  parois  internes  et  sur  les  bords  supérieurs 
des  parois  du  bac. 

Ce  couvercle  porte  trois  trous,  dont  deux  latéraux  servent  au  pas* 
sage  des  tiges  de  prise  de  courant;  le  trou  central  sert  pour  le 


205. 


u ->».75..- >; 


-i i^is  H 


^i^i^ ^(ff •îjij^iô. 


^^5 ;-i 


o 


o 

00 


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CM 


g-^-^^^^'^-w^^^-^^^ 


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hs. 


^       ^ 


->;iÇK.— -^75 ♦iiSk- 

K 205 »i 

FiG.  453,  454  et  455.  —  Élément  Pescetto  pour  automobiles 


dégagement  des  gaz.  Des  bagues  de  courant  obturent  les   trous 
latéraux.  Le  trou  central  est  muni  d'un  bouchon  percé  d'un  trou. 

Les  épaulements  que  possèdent  les  bacs  servent  aussi  au  montage 
des  éléments  dans  les  caisses  de  groupement.  A  cet  effet  les  bacs  sont 
supportés  par  Tintermédiaire  de  cales  en  caoutchouc  sur  lesquelles 


7â4  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTBIQUES 

portent  les  épanlements.  Le  tableau  soÎTaiit  donne  les  constantes 
relatives  à  un  élément  de  ce  type. 

TTpc  et  râàmtmt 
6flPR 

Dimensions  de  Télément  monté,  en  millim.  : 

Hantenr 213 

Largeur IT7 

Longueur 13! 

Poids,  en  kilogrammes  : 

Plaques 12,55 

Élément  monté,  avec  liquide 16 

Capacités,  en  ampères-heures*,  aux  différents 
régimes  : 

5*  36» 175,7 

4    35 172,5 

3    52 169,8 

3    20 167,6 

2    55  165,3 

Intensité  de  charge,  en  ampères 25,1 

1.  Les  capacités  indiquées  ici  se  rapportent  à  TiDlenslté  décharge  la  plus 
faible  spécifiée,  23,1  ampères.  Pour  des  intensités  décharge  croissantes,  les  capa- 
cités garanties  décroissent  rapidement. 


CHAPITRE  VI 

MONOGRAPHIE  DES  AGCnHULATEURS  AUTRES  QUE  L'ÉLÉMENT 

AU  PLOMB 


Accumulateurs  Gommelin-Desmazures-Bailhache  et  Accumulateurs 
Waddel-Entz.  —  Les  premiers 
accumulateurs  zinc-cuivre  que 
nous  avons  étudiés  dans  la 
première  partie  ont  été  réali- 
sés, en  1887,  par  Commelin- 
Desmazures  et  Bailhache, 

Les  figures  456,  457  et  458 
représentent  les  coupes  en 
élévation  et  en  plan  de  ces 
premiers  accumulateurs,  em- 
ployés sur  le  sous-marin 
Gymnote  ^ . 

Les  négatives  sont  consti- 
tuées à  Taide  d'une  toile  mé- 
tallique en  fer,  étamée  et 
amalgamée. 

Les  plaques  positives  sont 
des  toiles  métalliques  en 
cuivre,  sur  lesquelles  on  a 
comprimé  du  cuivre  pulvéru- 
lent a  la  pression  de  i.OOO  ki- 
logrammes par  centimètre 
carré. 

Chaque  plaque  positive  est 
placée  dans  un  sac  en  par- 
chemin formant  cloison  poreuse.  Entre  les  plaques  existent  des 


Fio.  456,  457  et  458.  —  Accumulateur 
Commelin-Desmazures  et  Bailhache. 


i.  Les  Bateaux  sovLS-manns,  p.  171,  F.  Forest  et  H.  Noalhat. 


726 


LBS  AGCUlfULATEUaS  ÉLECTRIQUES 


séparateurs  en  ébonite.  L^électrolyie  est  ooe  solution  de  zincate  de 
potassium  et  de  potasse. 

Ces  éléments  furent  délaissés  et  remfdacés  sor  le  Gymnote  par  des 
accamulatears  an  plomb  de  la  Société  pour  le  Travail  électrique  des 
métaux. 

En  1893s  Waddel-Enlz  donna  une  forme  diflerente  aux  éléments 
zinc-oxyde  de  cuivre.  Dans  ces  éléments,  qui  ont  été  employés  pour 

la  traction  des  tramways,  à  New- 
York  d'abord,  puis  à  Hagen  et 
à  Vienne,  les  plaques  positives 
sont  formées  de  câbles  tressés  en 
fils  de  cuivre  sur  lesquels  est 
comprimé  de  l'oxyde  de  cuivre 
en  pâte.  Cette  pâte  est  maintenue 
par  une  tresse  en  fils  fins  de 
cuivre  recouverte  d'une  tresse  de 
coton. 

Ces  fils  ainsi  recouverts  sont 
enroulés  comme  l'indique  la  fi- 
gure 459  et  constituent  ainsi  les 
électrodes  positives. 

Cette  nouvelle  disposition  avait 
surtout  pour  but  de  diminuer  les 
actions  locales  considérables  sur  les  éléments  Commelin-Desma- 
zures,  et  d'augmenter  la  porosité  du  cuivre. 

Quant  aux  négatives  de  l'accumulateur  Waddel-Entz,  ce  sont  de 
simples  plaques  de  tôle,  ou  encore  des  toiles  métalliques  en  fer 
étamé  ayant  0""*,5  d'épaisseur. 

Dans  l'élément  représenté  en  figure  439,  les  plaques  positives  sont 
séparées  des  négatives  ainsi  que  du  bac  en  tôle  par  des  enroulements 
en  coton  formant  saillie.  Les  positives  sont  reliées  à  une  borne  exté- 
rieure par  des  conducteurs  isolés.  Les  négatives  sont  reliées  au  bac 
qui  porte  la  prise  de  courant.  L'électrolyte,  qui  se  compose  d'une 
solution  de  potasse  caustique  de  densité  1,45,  est  recouvert  d'huile 
afin  d'éviter  la  carbonatation. 

Un  élément  étudié  par  P.  Schoop^  avait  comme  principales  cons- 
tantes les  valeurs  suivantes  : 


i^^T^ 

L- 

W  m 

m 

Wâ  ' 

a" 

i'.lC  fil 

illl 

1 

k 

1  1  :  Il 

1 

- 

ff 

P 

Li 

Fio.  459.  — Accumulateur  Waddel-Entz. 


1.  F.  Loppé,  Accumulateurs  électriques^  p.  161. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  .  727 

Poids  de  l'anode  en  cuivre,  en  kilogrammes.  1,276 

—  des  2  cathodes  en  fer,            —  0,482 

—  de  Télectrolyte,                        —  1,644 

—  du  bac  en  tôle  de  fer,             —  0,737 

—  total  de  l'élément,                   —  .4,i39 
Capacité,  en  ampères-heures,  aux  diiïérents 

régimes  : 

A  20  ampères 80 

A  11  ampères 100 

Différence  de  potentiel  moyenne,  en  volts,  aux 
différents  régimes  : 

A  20  ampères 0,77 

A  11  ampères 0,81 

Énergie,  en  watts-heures,  aux  différents  ré- 
gimes : 

A  20  ampères 61 

A  1 1  ampères 81 

Ces  valeurs  correspondent  à  une  énergie  massique  de  15  à  20  watts- 
heures  par  kilogramme  d'élément.  . 

Voici,  d'autre  part,  quelques  constantes  relatives  aux  éléments  de 
tramways  employés  à  Hagen  et  à  Vienne,  en  1895  : 

Nombre  de  plaques  : 

Positives 6 

Négatives 7 

Dimensions  extérieures  de  l'élément,  en  milli- 
mètres : 

Hauteur 320 

Longueur 205 

Largeur i  10 

Poids,  en  kilogrammes  : 

Des  plaques 7 

De  l'élément  complet 14 

Capacité,  en  ampères-heures  (selon  le  régime).  250  à  300 

La  tension  moyenne  étant  0,77  volt,  on  voit  que  l'énergie  massique 
varie  de  13,7  à  16,5  watts-heures  par  kilogramme  d'élément. 

Le  montage  est  ici  un  peu  différent  de  celui  de  la  figure  459. 
Les  plaques  sont  séparées  par  des  tubes  de  verre;  les  positives 
reposent  sur  un  support  fixé  à  la  partie  supérieure  de  la  caisse  de 
tôle  et  portant  une  série  de  rainures  ;  elles  sont  isolées  de  ce  support 
et  de  la  caisse  par  des  pièces  en  ébonite.  Le  bac  est  en  tôle  étamée 
de  0'"°,5  d'épaisseur. 


728 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Ces  accumulateurs  ont  été  abandonnés  comme  étant  inférieurs  aux 
accumulateurs  au  plomb  pour  les  raisons  que  nous  avons  examinées 
dans  la  première  partie. 

Aocomulateur  à  gas  Gommelin  et  Tiau.  —  Nous  avons  exposé  (Voir 
p.  434)  dans  la  première  partie  la  théorie  de  cet  accumulateur.  La 


Fio.  460.  —  Accumulateur  à  gaz   Pio.  461.  —Type  industriel  de  râccumulateur 
Gommelin  et  Viau.  à  gaz  Gommelin  et  Viau. 

figure  460  représente  un  modèle  de  laboratoire  exposé  en  1900.  Un 
récipient  V  en  verre  épais  est  fermé  par  un  couvercle  que  traversent 
deux  tubes  S  et  T  aboutissant  à  un  récipient  R  en  verre.  C  est  un 
charbon  creux,  poreux;  P,  un  cylindre  en  plomb  antimonié,  et  M, 
un  manomètre. 

Pendant  la  charge,  le  sulfate  de  cadmium  de  Télectrolyte  donne 
un  dépôt  de  cadmium  sur  la  cathode  P.  L'oxygène  dégagéen  C  s'accu- 
mule à  la  partie  supérieure  du  vase  V,  et  se  rend  dans  le  réser- 
voir R,  puis  à  rintérieur  du  charbon  creux.  La  pression  est  ainsi 
la  même  des  deux  côtés  du  charbon.  La  charge  est  arrêtée  quand  la 
pression  de  Toxygène  atteint  1  kilogramme  par  centimètre  carré. 

Pour  mettre  en  décharge,  on  ferme  le  robinet  du  tube  T. 

Le  circuit  extérieur  étant  fermé,  le  cadmium  se  redissout  à  Tétai 
de  sulfate  pendant  que  l'hydrogène  se  combine  avec  l'oxygène  accu- 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  729 

mulé  dans  les  pores  du  charbon  C.  La  pression  diminue  dans  le 
vase  V,  et  Toxygène  contenu  en  C  passe  alors  à  travers  les  pores 
du  charbon. 

Nous  avons  vu  que  la  force  électromotrîce  est  dé  1,5  volt.  Quant  à 
la  densité  de  courant,  elle  peut  atteindre  0,3  ampère  par  décimètre 
carré  de  surface  cathodique  pendant  la  décharge. 

La  figure  461  représente  un  élément  industriel.  Ici  Tanode  est 
Constituée  par  une  série  de  petits  tubes  de  charbon  C  formant  une 
plaque  et  aboutissant  tous  à  une  chambre  unique. 

La  cathode  se  compose  d*auges  ou  nacelles  en  celluloïd  disposées 
les  unes  au-dessus  des  autres  et  au  fond  desquelles  se  trouve  une 
petite  lame  de  plomb  P,  de  même  longueur  que  la  nacelle  et  dont 
l'extrémité  est  réunie  par  une  soudure  autogène  au  conducteur 
négatif.  Le  cadmium  se  dépose  sur  ces  lamelles  et  les  auges  ont 
pour  but  d'éviter  sa  chute. 

Lorsqu'on  forme  une  batterie  on  réunit  par  des  tubes  en  ébonite, 
d'une  part,  tous  les  vases  extérieurs  et,  d'autre  part,  toutes  les 
chambres  à  oxygène  qui  communiquent  avec  un  réservoir  unique 
pour  la  batterie. 

Ces  accumulateurs  n'ont  pas  reçu  d'applications  pour  les  raisons 
que  nous  avons  indiquées  dans  la  première  partie. 

Accuinulateur  Gonunelin  et  Tiau,  au  peroxyde  de  plomb-cadmium. 
—  Ce  couple  a  été  étudié  (p.  420)  dans  la  première  partie.  Voici  la 
description  d'un  élément  exposé  en  1900  par  Commelin  et  Viau. 

L'électrode  positive,  en  peroxyde  de  plomb,  comprend  un  quadril- 
lage en  ébonite  [fig.  462),  sur  lequel  est  rivé  un  cadre  conducteur  en 
plomb  [flg.  463).  Ce  quadrillage  est  empâté  comme  dans  l'accumu- 
lateur au  plomb  ;  la  matière  active  est  d'abord  réduite  en  plomb 
spongieux,  puis  peroxydée. 

L'électrode  négative  {fig,  464  et  465)  est  constituée  par  une  feuille 
isolante,  généralement  en  celluloïd,  sur  les  deux  côtés  de  laquelle  est 
appliquée  une  feuille  de  plomb  de  O'^'^f^S  d'épaisseur.  On  enfile  ensuite 
une  série  de  bagues  découpées  dans  une  feuille  mince  de  celluloïd. 
Ces  bagues,  de  forme  rectangulaire,  ont  10  millimètres  de  largeur 
et  une  longueur  un  peu  supérieure  à  celle  de  la  plaque.  Elles  sont 
écartées  de  8  millimètres  les  unes  des  autres  et  disposées  obliquement 
par  rapport  au  plan  de  la  plaque,  de  façon  à  former  des  augets  qui 
retiennent  les  parcelles  de  cadmium  se  détachant  de  la  plaque  et 
favorisent  en  outre  le  dégagement  gazeux. 


730 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Les  bords  de  la  plaque  sont  enduits  d'un  vernis  afin  d'empêcher 
la  formation  d'un  dépôt  de  cadmium  arborescent  sur  ces  parties. 
'    Les  plaques  sont  séparées  entre  elles  par  des  feuilles  minces  en 
celluloïd  perforé  ;  elles  sont  serrées  ensuite  et  forment  bloc. 


^=7; 


V — Y — 

i 

— s 

1 

o^ ^ 

— ^ 

V"— vi 

1        1 

1 
^ <f> — 

— \ 

y — "^ — 
1 

-v 

1      i 

o^ ^ 

— \ 

\ 4^— 

i 

I 

aaaDDDDa 
aaaapaaa 


gpgpc 
oaQDc 


aaDDpnan 
aaDDtiaaa 
îaanapDDR 
cnaaapaacï 

aaaDbDDD 

aaDDkDaaa 
aaaDTûGaa 
aauapaaa 
aaaaaaaa 


Fio.  162  et  463.- 


Grille  positive  Goiumelin 
et  Viau. 


FiG.  464  et  463.  —  Négative- 
cadmium  de  Commelln  et  Viau. 


Le  tableau  suivant  ^  résume  quelques  valeurs  caractéristiques  d'un 
de  ces  éléments,  d'une  capacité  de  80  ampères-heures  (à  régime  très 
lent). 

Nombre  de  plaques  : 

Positives 5 

Négatives 5 

Dimensions  des  plaques,  en  millimètres  : 

Hauteur  des  positives 2i0 

Hauteur  des  négatives 220 

Largeur  des  deux  plaques i05 

Épaisseur  des  positives 5 

Épaisseur  des  négatives  avec  dépôt 2,5 

Épaisseur  des  négatives  sans  dépcM i,5 

Poids,  en  kilogrammes  : 

5  plaques  positives 2,i50 

5  plaques  négatives 1,175 

Électrolyte  de  densité  1,162 1,800 

Bac  et  connexions 0,500 

Élément  complet 5,645 

1.    A.  Bainville,  V Électricité  à  V Exposition  de  1900,  4»  fascicule,  p.  88. 


i 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


731 


Accumiilateiirs  Edison.—  i^A  ccumula  leur  cadmium-oxyde  de  cuivre. 
—  Nous  avons  examiné  cet  élément  dans  la  première  partie  ;  nous 
ne  donnerons  ici  que  la  description  des  plaques  et  de  Télément. 

La  figure  466  montre  une  plaque  en  perspective;  la  figure  467, 
une  coupe  horizontale,  et  la  figure  468,  une  coupe  verticale  d'un 
élément  à  quatre  plaques. 


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FiG.  466,  467  et  468.  —  Accumulateur  Edison  cadmium-oxyde  de  cuivre. 

La  plaque  1  est  constituée  par  une  tôle  en  nickel  réunie  à  un 
cadre  2  de  même  métal  par  des  rivets  3  en  nickel,  et  fusion  élec- 
trique. Les  plaques  sont  reliées  entre  elles  par  des  boulons  isolants  4' 
qui  traversent  les  oreilles  inférieures  4  pendant  que  les  oreilles 
supérieures  5  servent  pour  les  prises  de  courant  5'.  Les  comparti- 
ments ou  poches  6  sont  également  en  nickel  ou  en  métal  nickelé 
perforé.  On  les  obtient  avantageusement  par  estampage.  Pour  purifier 
les  plaques  le  mieux  possible,  on  les  chauffe  au  rouge  dans  une 
chambre  close  et  on  réduit  ensuite  Toxyde  par  Thydrogène. 

L  e  vase  7  peut  être  constitué  en  nickel  ou  autre  métal  et  être 
fermé  hermétiquement;  une  ouverture  9  est  seulement  nécessaire 
pour  le  dégagement  des  gaz  résultant  d'une  surcharge. 


732 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


2*  Accumulateur  fer-peroxyde  de  nickel.  —  La  forme  des  premiers 
supports  de  ces  plaques  *  est  représentée  par  les  figures  469  à  472  : 
469  est  une  vue  en  élévation  ;  470, une  coupe  verticale  selon  la  ligne  2-2  ; 
471  est  une  vue  en  place  de  l'assemblage  de  deux  plaques;  472,  une 
coupe  agrandie  d*une  plaque. 

Chaque  plaque  comporte  deux  parois  i  et  2  en  tôle  de  nickel  très 
mince  (par  exemple  0"",125),  réunies  par  des  rivets  de  nickel  au 


FiG.  473.  —  Support  Edison  actuel. 


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Fio.  469,  470,  471  et  472.  —  Premier 
support  de  Taccumulateur  Edison 
fer-peroxyde  de  nickel. 


FiG.  474.  -  Cuvette  et  briquette 
de  matière  active. 


cadre  3  et  aux  montants  verticaux  4,  4.  Dans  les  parois  i  et  2  sont 
pratiqués  de  petits  trotts  espacés  entre  eux  de  O'"",7o  environ  et  de 
telle  façon  que  le  métal  estampé  reste  à  l'intérieur  ;  il  en  résulte 
alors  une  augmentation  de  la  surface  de  contact  entre  le  support  et 
la  matière  active.  Les  plaques  portent,  en  outre,  des  pièces  de  sépa- 


i.  D'après  le  brevet  français  307864  et  le  brevet  anglais  2490. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS  733 

ration  5,  5,  qui  empêchent  leur  contact.  Le  nickel  peut  être  remplacé 
dans  cette  fabrication  par  le  fer  nickelé  et  le  cadre  3,  4  par  une 
matière  non  attaquable,  comme  Tébonite,  par  exemple. 

C'est  dans  les  poches  de  ces  plaques  que  Ton  bourre  la  matière 
active  constituée  comme  il  a  été  indiqué  dans  la  première  partie.  On 
place  ensuite  une  couche  de  fils  d'amiante  6  de  6  millimètres  d'épais- 
seur ;  celle-ci  est  recouverte  par  une  bande  7  en  tôle  de  nickel  main^ 
tenue  solidement  par  un  fil  de  nickel  8  {fig.  470  et  472). 

Actuellement,  la  constitution  des  supports  diffère  un  peu  de  celle 
décrite  dans  le  brevet.  La  figure  473  montre  Taspect  d'un  tel  qua- 
drillante du  type  automobile;  c'est  une  simple  grille  à  alvéoles  rec- 
tangulaires en  tôle  d'acier  nickelé  de  0™"*,61  d'épaisseur.  Dans 
chacuji  de  ces  alvéoles,  on  vient  loger  une  briquette  de  matière  active 
enfermée  dans  une  boîte  en  tôle  d'acier  nickelé  de  0'°",075  d'épaisseur, 
perforée  d'un  très  grand  nombre  de  petits  trous  qui  laissent  pénétrer 
l'électrolyte.  La  figure  474  montre  une  telle  boîte  et  son  couvercle, 
ainsi  qu'une  briquette  de  matière  active  au  milieu.  Après  introduc- 
tion de  ces  boites  dans  les  alvéoles  du  quadrillage,  on  comprime  le 
tout  à  la  presse  hydraulique  sous  une  force  de  100  tonnes.  La  plaque 
ainsi  terminée  a  une  épaisseur  de  2'°'",5  à  l'endroit  des  bottes  et 
de  0"",56  seulement  sur  la  grille. 

Le  graphite  employé  ici  est  obtenu,  par  un  procédé  chimique,  sous 
forme  de  lames  très  minces  tamisées,  comme  il  est  exposé  dans  le 
brevet,  de  façon  que  leur  surface  soit  plus  grande  que  celle  des 
perforations  des  boîtes. 

Le  mélange  de  matière  active  et  de  graphite  est  comprimé  à  une 
pression  de  300  kilogrammes  par  centimètre  carré  et  moulé  en  bri- 
quettes de  dimensions  75  X  1^,5  millimètres  en  plan. 

Le  montage  des  plaques  s'effectue  dans  un  récipient  en  tôle  d'acier. 

Afin  d'augmenter  sa  solidité  mécanique,  on  l'a  ondulé  sur  les  deux 
tiers  de  sa  hauteur,  ainsi  que  le  montre  la  figure  475,  qui  en  est  une 
vue  extérieure.  Les  plaques  entrent  exactement  dans  ce  bac  et 
appuient  par  leurs  bords  verticaux  contre  des  cadres  en  ébonite  qui 
sont  munis  de  sillons  de  distance  en  distance.  Elles  reposent  sur 
quatre  tasseaux  en  ébonite  et  sont  séparées  les  unes  des  autres  par 
des  bandes  en  ébonite.  Sur  la  figure  476,  qui  représente  une  coupe' 
de  l'élément,  on  a  marqué  en  noir  toutes  les  parties  en  ébonite. 

Les  plaques  de  même  polarité  sont  reliées  entre  elles  et  réunies 
à  une  prise  de  courant  qui  traverse  le  couvercle  dans  une  pièce  iso- 
lante. Dans  le  couvercle  existent  encore  deux  autres  ouvertures,  l'une 


734 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


pour  le  remplissage,  Tautre  pour  le  dégagement  des  gaz.  La  soupape 
de  gaz  est  munie  d'un  capuchon  en  forme  de  champignon;  elle 
ferme  les  deux  canaux  par  lesquels  passent  les  gaz  lorsque  Télément 
est  renversé  et  évite  ainsi  la  sortie  du  liquide. 


FiG.  475  el  476.  —  Accumulateur  Edison  peroxyde  de  nickel-fer. 

La  fine  gaze  métallique  qui  recouvre  Torifice  extérieur  de  la  sou- 
pape empêche,  d'après  le  principe  de  la  lampe  de  sûreté  de  Davy, 
la  rentrée  de  la  flamme  si  les  gaz  sont  enflammés  à  la  sortie.  Le 
bord  du  couvercle  est  si  bien  ajusté  au  bac  que  celui-ci  est  fermé 
hermétiquement  au  gaz  et  au  liquide.  Au  dispositif  de  remplissage, 
on  a  établi  un  entonnoir  avec  plongeur,  de  sorte  qu'on  peut  lire 
immédiatement  à  quel  niveau  se  trouve  le  liquide. 

Des  éléments  montés  à  24  plaques  de  dimensions  240xi20  milli- 
mètres et  2"",5  d'épaisseur  peuvent  donner  160  ampères-heures  sous 
une  tension  moyenne  de  1,3  volt^. 

3"" Accumulateur  zinc-peroxyde  de  nickel, —  On  a  vu  (p.  441)  que, 
dans  le  brevet  français  314805,  du  8  octobre  4901,  Edison  propose  le 
magnésium  comme  support  du  zinc  électrolysé. 


1.  Eleklrochemische  Zeilschrifl,  t.  X,  p.  "7  ;  avTil  1903. 


MONOGRAPHIE  DES  ACCUMULATEURS 


735 


La  figure  477  montre  en  élévation  Télectrode  négative  :  c'est  une 
plaque  1  en  magnésium,  munie  d'un  très  grand  nombre  de  perfora- 
tions 2,  qui  augmentent  l'adhérence  du  zinc  et  rendent  sa  distribution 
plus  uniforme;  des  oreilles  3  servent  à  Tassemblage. 

La  figure  478  se  rapporte  au  support  du  dépolarisant,  qui  est  ici  le 
peroxyde  de  nickel.  La  figure  479  est  une  coupe  agrandie  suivant  la 


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Fio.  477,  478,  479  et  480.  —  Accumulateur  Edison  zinc-peroxyde  de  nickel. 


ligne  3-3  do  la  figure  478.  Enfin  la  figure  480  représente  une  coupe 
verticale  d'un  élément  à  quatre  plaques  de  ce  type. 

Le  support  positif  4  est  en  tôle  nickelée  ;  il  possède  des  ouvertures 
rectangulaires  5  et  des  oreilles  conductrices  6. 

Dans  les  ouvertures  5,  on  fixe  des  poches  7  formées  en  deux  parties 
maintenues  en  les  pressant  de  manière  à  former  des  plis  après  que 
la  matière  a  été  introduite  dans  les  parties  de  chaque  poche.  Ces 
poches  sont  constituées  par  de  la  tôle  mince  contenant  une  grande 
proportion  de  carbone  de  façon  à  la  rendre  très  élastique;  cette  tôle 
est  soigneusement  nickelée  ;  les  perforations  qui  y  sont  pratiquées 
sont  obtenues  en  faisant  passer  les  tôles  entre  des  rouleaux  appro- 
priés au  moyen  desquels  le  métal  est  déplacé  à   chaque  ouverture 


736  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

pour  former  une  bavure  qui  se  projette  vers  Tintérieur  et  augmente 
ainsi  la  conductibilité. 

Les  replis  horizontaux  des  parois  des  poches  augmentent  la  rigidité 
et  permettent  Temploi  de  tôles  plus  minces. 

Les  poches  7  sont  remplies  de  matière  active  dépolarisante, 
mélangée  de  parcelles  de  graphite  pour  augmenter  la  conductibilité. 

Le  bac  8,  qui  sert  au  montage,  est  scellé  hermétiquement;  il  est 
seulement  muni  d'un  petit  évent  9  pour  le  dégagement  gazeux. 


TROISIEME  PARTIE 
APPLICATIONS  DES  ACCUMULATEURS 


Les  accumulateurs  électriques  sont  rarement  appliqués  à  Tétat 
isolé.  On  en  groupe  en  général  un  certain  nombre  en  tension,  et 
Tensemble  porte  le  nom  de  batterie  d'accumulateurs. 

Nous  donnerons  dans  la  suite  des  indications  sur  les  particularités 
de  montage  des  batteries  dans  chacune  des  applications  spéciales 
que  nous  traiterons. 

'  Ces  applications  sont  multiples.  Elles  s'expliquent  par  les  qualités 
précieuses  des  accumulateurs.  Comme  générateurs  d'énergie  élec- 
trique, ils  sont  employés  dans  la  traction  électrique  (chemins  de  fer, 
tramways,  bateaux,  automobiles).  Ils  n'ont  d'autres  concurrents,  pour 
les  véhicules  portant  en  eux-mêmes  leur  source  d'énergie  électrique 
sans  organes  en  mouvement,  que  les  piles,  qui  ne  sont  ni  pratiques 
ni  économiques.  Dans  les  stations  centrales,  les  ateliers,  les  maisons 
d'habitation,  ils  trouvent  également  leur  emploi  comme  générateurs, 
par  suite  de  leur  facilité  de  surveillance,  ce  qui  n'est  pas  le  cas  des 
dynamos,  organes  en  mouvement. 

Indépendamment  de  leur  utilisation  comme  générateurs,  les  accu- 
mulateurs doivent  à  leur  qualité  de  transformateurs  différés  d'autres 
applications.  D'une  part,  ils  permettent  de  faire  varier  à  volonté  les 
deux  facteurs  de  la  puissance,  tension  et  intensité  de  courant,  d'une 
source  donnée.  Disposant,  par  exemple,  d'une  source  à  basse  tension, 
on  peut  obtenir  une  tension  plus  élevée  en  chargeant  un  nombre 
déterminé  de  batteries  en  parallèle  sur  cette  source  et  en  les  déchar- 
geant ensuite  en  tension.  Inversement  on  transformera  la  puissance 
d'une  source  à  haute  tension  en  basse  tension  et  intensité  élevée,  en 


738  LES  ACCLMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

chargeant  les  batteries  en  tension  et  en  les  déchargeant  en  parallèle. 
A  ce  point  de  vae,  les  batteries  trouvent  leur  emploi  dans  certains 
systèmes  de  distribution  à  courant  continu,  dans  les  laboratoires 
scientifiques  et  industriels  (étalonnement  des  ampèremètres,  volt- 
mètres, mesures  des  résistances  d'isolement),  etc. 

Mais  les  accumulateurs,  transformateurs  dilTérés,  permettent  en 
outre  de  faire  varier  à  volonté  le  troisième  facteur,  le  temps,  de 
Ténergie,  \Y  =  El/,  et,  par  suite,  étant  donnée  une  énergie  déter- 
minée, de  Tabsorber  (charge)  sous  une  puissance  déterminée,  pendant 
un  temps  correspondant,  et  de  la  restituer  (décharge)  à  une  époque 
plus  ou  moins  éloignée  de  la  première  pendant  un  temps  et  sous  une 
puissance  qui  peuvent  être  tout  à  fait  différents  des  premiers.  Cette 
propriété  rend  les  batteries  indispensables  dans  les  usines  électriques 
à  courant  continu,  dont  la  charge  est  très  variable  dans  le  cours  d*une 
journée, 

La  propriété  que  possèdent  les  accumulateurs  de  présenter  une 
tension  très  peu  variable  pendant  leurs  différents  états  de  charge  ou 
de  décharge,  en  un  mot  leur  caractéristique  très  peu  inclinée  sur 
rhorizontale,  les  fait  rechercher  comme  régulateurs  dans  les  instal- 
lations à  courant  continu  dont  le  matériel  machines  ne  donne  pas  une 
tension  suffisamment  constante.  C'est  le  cas  des  installations  fonc- 
tionnant avec  moteurs  irréguliers  (à  gaz  ou  à  pétrole)  et  qui,  seuls, 
procurent  des  oscillations  de  tension  inadmissibles  pour  Téclairage. 
C'est  le  cas  également  des  stations  centrales  de  tramways  dans 
lesquelles  la  charge  est  excessivement  variable,  autre  cause  de  varia- 
tions souvent  inacceptables  de  la  tension  fournie  par  les  dynamos. 

Le  plus  souvent,  les  batteries  d'accumulateurs  sont  utilisées  pour 
plusieurs  des  propriétés  qui  viennent  d'être  signalées. 

En  se  plaçant  à  un  autre  point  de  vue,  les  batteries  peuvent  être 
classées  en  batteries  à  poste  fixe  et  batteries  transportables.  Aux 
premières,  on  demande  surtout  des  qualités  économiques,  alors  qu'on 
exige  avant  tout  des  secondes  un  faible  encombrement  et  un  poids 
aussi  réduit  que  possible.  C'est  à  ce  dernier  point  de  vue  que  nous 
nous  placerons'  pour  la  division  de  notre  sujet. 


CHAPITRE  I 


BATTERIES  A  POSTE  FIXE  OU  BATTERIES  STATIONNAIRES 


Différents  modes  d'emploi  des  batteries  à  poste  fixe.  —  a)  Batteries 
d'accumulateurs  employées  comme  système  de  distribution,  —  Dans 
un  premier  système  (système  Monnier),  la  distribution  et  Talimenta- 


B  B 

Fio.  481.  — Distribution  par  accumulateurs. 

tion  se  font  simultanément.  La  figure  48j[  indique  la  disposition  em- 
ployée :  les  batteries  B  des  sous-stations  sont  disposées  en  tension 
sur  le  circuit  primaire  alimenté  par  les  dynamos  A  de  Tusine  géné- 
ratrice. Sur  chaque  batterie  est  branché  un  circuit  d'utilisation  du 
réseau  de  distribution.  Les  machines  A  fonctionnent  constamment  à 
pleine  charge  et  une  partie  seulement  de  la  journée  (conditions  très 
économiques).  Les  batteries  se  chargent  pendant  la  journée,  alors  que 
la  consommation  est  faible.  Elles  déchargent  en  parallèle  avec  les 
machines  lorsque  la  consommation  s'élève.  Ce  système  s'emploie 
non  seulement  avec  les  distributions  à  deux  fils,  mais  encore  avec 
celles  à  fils  multiples.   En  pratique,  on  ne  dépasse   pas  4  comme 


740  LES  ACCCMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

nombre  de  batteries  de  iiO  volts  en  tension,  par  suite  des  inconvé- 
nients et  des  dangers  qui  résultent  de  Tadmission  de  tensions  pou- 
vant être  supérieures  à  500  volts  sur  les  circuits  d'utilisation. 

Dans  un  deuxième  système's.ystèmes  Kinget  Popp),la  distribution 
et  Talimentation  sont  séparées,  c'est-à-dire  que  chacune  des  sous- 
stations  possède  au  moins  deux.battcries,  dont  Tune  est  en  charge  sur 
le  circuit  primaire  pendant  que  l'autre  est  branchée  sur  le  circuit  de 
distribution,  qui  est  par  conséquent  complètement  indépendant  du 
circuit  primaire.  Dans  ces  conditions,  il  est  possible  d'alimenter  un 
nombre  très  élevé  de  sous-stations  et  de  réaliser  ainsi  une  distribu- 
tion à  haute  tension  (2.000  à  3.000  volts  par  exemple),  permettant  une 
canalisation  économique  et  un  rayon  d'action  très  étendu. 

Nous  n'insisterons  pas  sur  ces  applications,  qui  sont  étudiées  en 
détail  dans  les  traités  spéciaux  sur  la  distribution  de  Ténergie  élec- 
trique. 

Indiquons  cependant  ici  qu'on  emploie  également  des  systèmes 
de  distribution  mixte  par  accumulateurs  et  transformateurs. 

b)  Batteries  d'accumulateurs  dans  les  stations  centrales.  —  Quelque 
soit  le  système  de  distribution  adopté,  on  peut  dire  qu'il  y  a  presque 
toujours  avantage  à  munir  une  station  centrale  à  courant  continu 
d'une  ou  de  plusieurs  batteries  d'accumulateurs. 

En  effet,  les  stations  centrales,  ayant  principalement  à  répondre 
aux  besoins  de  l'éclairage,  n'utilisent  leur  matériel  à  pleine  charge 
que  pendant  une  fraction  très  faible  de  la  journée.  La  figure  482,  qui 
indique  l'allure  générale  du  débit  d'une  station  centrale  aux  différentes 
heures  de  la  journée,  montre  que  le  matériel  machines  doit  être  prévu 
pour  pouvoir  assurer  la  puissance  qui  corre3pond  à  la  pointe  supé- 
rieure de  la  courbe,  alors  que  la  puissance  moyenne  d'une  journée  est 
très  inférieure  à  cette  valeur.  lien  résulte,  d'une  part,  des  frais  d'ins- 
tallation de  machines  très  supérieurs  à  ceux  qui  correspondraient 
seulement  à  la  puissance  moyenne.  En  outre,  ce  matériel  machines 
(chaudières,  machines  à  vapeur,  machines  dynamo-électriques),  ne 
fonctionnant  le  plus  généralement  qu'à  faible  charge,  travaille  dans 
de  mauvaises  conditions  de  rendement. 

L'emploi  de  batteries  d'accumulateurs  permet  de  restreindre  le 
matériel  machines  à  une  puissance  peu  supérieure  à  la  moyenne  de 
la  journée.  Ce  matériel  machines  travaille  toujours  à  pleine  charge 
et,  par  suite,  dans  d'excellentes  conditions  économiques,  puisque  dans 
la  journée,  lorsque  la  puissance  utilisée  sur  le  réseau  est  inférieure  à 
la  puissance  moyenne  de  la  journée,  la  batterie  charge  la  différence; 


BATTERIES  A  POSTE  FIXE  OU  BATTERIES  STATIONNAIRES 


741 


au  contraire,  si  la  puissance  demandée  devient  supérieure  à  la  puis- 
sance moyenne,  la  batterie  fournit  l'appoint.  La  figure  482  montre 
que  la  batterie  charge  de  une  heure  jusqu'à  cinq  à  six  heures  du  soir, 
puis  de  dix  heures  ou  onze  heures  du  soir  à  une  heure  du  matin,  et 
qu'elle  décharge  pendant  la  pointe,  en  parallèle  avec  les  machines, 
entre  cinq  à  six  heures  et  dix  à  onze  heures  du  soir. 


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Fio.  482.  —  Variation  du  débit  sur  un  réseau  d'éclairage. 

La  batterie  d'accumulateurs  oiïre  un  deuxième  avantage,  souvent 
très  appréciable  au  point  de  vue  économique.  Pendant  le  faible  débit 
de  la  nuit,  elle  peut  en  effet  assurer  seule  le  service,  ce  qui  permet 
d'arrêter  complètement  la  marche  du  matériel  machines  et  de 
réduire  les  frais  de  personnel  :  chauffeurs,  mécaniciens,  électriciens, 
la  marche  de  la  batterie  ne  demandant  qu'une  surveillance  réduite 
à  la  manœuvre  du  réducteur  lorsque  la  tension  tend  à  baisser.  La 
iigure  482  montre  que  la  batterie  assure  seule  le  petit  service  entre 
une  heure  du  matin  et  une  heure  après  midi. 

En  outre,  la  batterie  d'accumulateurs  constitue  un  secours  exces- 
sivement précieux.  Ne  possédant  pas  d'organes  en  mouvement,  c'est 
un  générateur  sur  lequel  on  peut  compter  instantanément. 

Arrive-t-il,  par  exemple,  un  accident  au  matériel  machines,  la  bat- 
terie branchée  en  parallèle  permettra  d'assurer  le  service  pendant 
le  changement  de  machines  ou  même  pendant  la  réparation  de  celles- 
ci.  La  grande  élasticité  des  accumulateurs  est  très  précieuse  dans 


742  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

ce  cas,  puisqu'il  est  possible  de  faire  débiter  toute  la  capacité  en  une 
heure  et  quelquefois  moins,  ce  qui  assure  une  puissance  momentanée 
considérable. 

Les  avantages  que  la  présence  d'une  batterie  procure  à  une  station 
centrale  à  courant  continu  sont  tels  qu'on  a  songé  à  en  tirer  le  même 
bénéfice  dans  les  usines  à  courant  alternatif.  C'est  ainsi  qu'on  a 
quelquefois  installé  une  batterie  que  l'on  charge  à  l'aide  d'une  corn- 
mutatrice  pendant  les  heures  de  faible  charge  de  l'usine  et  que  l'on 
fait  débiter  pendant  la  pleine  charge  en  actionnant  cette  môme  corn- 
mutatrice,  qui  fonctionne  alors  en  parallèle  avec  les  alternateurs. 

Dans  les  théâtres,  la  présence  de  batteries  de  secours  est  absolu- 
ment imposée;  elle  évite  l'extinction  totale  de  la  lumière  et  les  dan- 
gers qui  en  résultent.  Elle  assure  d'ailleurs  une  plus  grande  fixité 
de  l'éclairage  et  donne  aussi  la  possibilité  de  produire  certains  effets 
de  scène,  qui  demandent  une  grande  puissance  pendant  un  temps 
assez  court. 

c)  Batteries  cT  accumula  leurs  dans  les  installations  privées.  —  Indé- 
pendamment du  cas  où  on  installe  spécialement  une  petite  usine 
électrique,  qui  rentre  alors  dans  la  catégorie  précédente,  le  problème 
se  présente  fréquemment  d'établir  une  installation  électrique  dans 
une  usine  possédant  déjà  une  force  motrice.  Pour  des  raisons  écono- 
miques, lorsqu'on  dispose  d'une  force  motrice  suffisante,  on  renonce 
souvent  à  acheter  un  nouveau  groupe  moteur  spécial  pour  la  dy- 
namo, et  on  se  contente  d'actionner  celle*ci  directement  par  la  trans- 
mission générale  de  l'usine. 

La  vitess^  de  la  transmission  étant  essentiellement  variable  par 
suite  de  Tembrayage  et  du  débrayage  des  machines -outils,  la  dynamo 
fournit  une  tension  trop  inconstante  pour  assurer  seule  l'éclairage. 
D'autre  part,  la  dynamo  seule  ne  permettrait  pas  l'éclairage  des 
différents  locaux  de  Tusine  après  l'arrêt  du  moteur  ;  or  il  est  indis- 
pensable de  pouvoir  éclairer  les  locaux  même  en  dehors  des  heures 
de  marche  de  l'usine. 

Pour  ces  deux  raisons,  il  est  indispensable  de  recourir  à  l'emploi 
d'une  batterie  d'accumulateurs  qui,  d'une  part,  régularise  la  tension 
et,  d'autre  part,  sert  de  générateur  pendant  les  heures  d'arrêt  de  la 
dynamo. 

L'adjonction  d'une  batterie  à  une  installation  avec  dynamo  permet 
d'augmenter  la  puissance  de  cette  installation.  Inversement,  pour 
une  puissance  d'utilisation  déterminée,  la  présence  de  la  batterie 
d'accumulateurs  réduit  la  puissance  delà  dynamo  à  installer. 


BATTERIES  A  POSTE  FIXE  OU  BATTERIES  STATIONNAIRES  743 

Les  batteries  d'accumulateurs  sont  indispensables  dans  les  instal- 
lations électriques  de  maisons  particulières,  de  châteaux,  etc.,  où 
Ton  désire  pouvoir  utiliser  du  courant  à  toute  heure  de  la  nuit  sans 
surveillance  spéciale,  comme  celle  nécessitée  par  le  fonctionnement 
des  machines.  On  ne  s'astreint  à  cette  surveillance  que  pendant  la 
charge  de  la  batterie,  qui  se  fait  dans  Tinstant  de  la  journée  que  Ton 
préfère;  quelquefois  même,  lorsque  le  débit  est  faible,  on  ne  charge 
pas  tous  les  jours.  Outre  la  sécurité,  la  batterie  apporte  dans  ce  cas 
l'avantage  très  précieux  de  pouvoir  donner  une  puissance  très  élevée, 
comme  celle  dont  on  a  besoin  les  jours  de  fête  ou  de  réceptiqn. 

d)  Autres  emplois  des  batteries  à  poste  fixe,  —  Les  batteries  d'ac- 
cumulateurs sont  employées  comme  générateurs  à  poste  fixe  dans  de 
nombreuses  circonstances.  Elles  remplacent  avantageusement  à  tous 
points  de  vue  (simplicité,  économie,  etc.)  les  piles  dans  les  installa- 
tions des  bureaux  centraux  télégraphiques  et  téléphoniques. 

Dans  les  laboratoires  scientifiques  ou  industriels,  les  ateliers  de 
galvanoplastie,  etc.,  elles  sont  employées  comme  source  d'énergie 
la  plus  commode  et  la  plus  constante. 

Calcul  d'une  batterie  à  poste  fixe.  —  a)  Grandeur  des  déments.  — 
La  grandeur  des  éléments  se  calcule  d'après  la  quantité  d'électricité 
en  ampères-heures  que  l'on  doit  demander  à  la  batterie. 

Si  l'intensité  de  décharge  est  constante,  il  suffit  de  rechercher,  dans 
le  catalogue  des  accumulateurs  que  l'on  a  choisis,  l'élément  dont  la  ca- 
pacité à  cette  intensité  correspond  au  nombre  d'ampères-heures  exigé. 

Ce  cas  se  présente  rarement  en  pratique,  et  le  plus  souvent  la 
batterie  est  utilisée  à  des  intensités  variables  pendant  la  décharge. 
Étant  donnée  l'allure  de  cette  décharge  (intensité  en  fonction  du 
temps),  on  intègre  la  courbe,  afin  de  déterminer  le  nombre  total 
d'ampères-heures.  On  choisit  alors  le  type  d'élément  qui  donne  cette 
capacité  à  l'intensité  moyenne  obtenue  en  divisant  le  nombre  d'am- 
pères-heures par  le  temps  total.  Quoique  n'étant  pas  d'une  rigueur 
absolue,  cette  méthode  est  suffisante  en  pratique,  et  c'est  elle  qui 
est  la  plus  employée. 

Néanmoins  il  est  facile,  par  des  méthodes  graphiques,  de  déter- 
miner quelle  fraction  exacte  de  la  capacité  d'une  batterie  sera  uti- 
lisée pour  une  décharge  connue,  à  intensité  variable.  Nous  décrirons 
ici  deux  méthodes  qui  fournissent  la  solution  de  ce  problème. 

D'après  la  méthode  imaginée  par  le  D'  K.  Norden\  si  le  travail  de 

4.  Eleclr.  World  a.  Eng.,  t.  XXVH,  p.  396. 


T« 


IXS  ACCrsnrLATETR*  ÉLECTUKlCES* 


la  batterie  est  donné  par  la  eoarbe  de  décharge  /^.  483  .  c 

poflie  bsvfacedeeefle^i  en  «ne  série  de  rectangles  dont  la  haalew 

est  riofensHé  moyenne*  et  la  largenr,  Tnnîlé  de  tesqis.  Mieue  par 

exemple* 

On  obtient  nne  fois  ponr  tontes  le  diagramme  d«  tjpe  d^élêment 
considéré  en  traçant  d'on  point  O   fig.  484  la  Teitïeale  OL  de  km- 


Fio.  443.  —  CourlM  de  décharge 
d'une  batterie. 


Fie.  444.  — 
d'un  trpe  d  el< 


goenr  correspondante  à  la  capacité  de  décharge  en  ane  heure.  De  1 
on  tire  la  droite  in  parallèle  à  Taxe  des  x.  Les  points  %  3,  etc., 
sont  les  points  d'intersection  de  cette  droite  avec  les  arcs  de  cercle 
de  rayon  Oâ,  03,  etc.,  de  longaeor  correspondante  à  la  capacité  de 
décharge  en  2,  3,  etc.,  heures.  On  prend  ensuite  sur  chacnn  de  ces 
rayons  nne  longueur  correspondante  à  une  heure  de  décharge  au 
régime  considéré,  soit  : 


0.10'  =  — 0.10, 


0.6'  =  -  0.6, 
o 


0.3'  =:  -  0.3,  elc. 


et  on  obtient  la  courbe  1  !â'  3'  6'  10'. 

La  figure  483  indique  que  la  capacité  totale  débitée  doit  être  ap- 
proximativement 2.200  ampères-heures  en  six  heures  de  décharge. 
Pour  celle-ci,  on  trouve  dans  le  catalogue,  par  exemple,  1.950  am- 
pères-heures pour  la  décharge  en  trois  heures.  Si  la  longueur  du 
rayon  03  est  égale  à  30  centimètres,  1  centimètre  correspond  à  : 


1950 
30 


=  65  ampères-heures. 


Comme  Tintensité  moyenne  est,  pendant  la  première  heure,  1  = 
286  ampères,  du  point  O  on  tracera  Tare  OA  de  rayon  OA  =  -^g  = 


BATTERIES  A  POSTE  FIXE  OU  BATTERIES  STATIONNAIRES  745 

4*",4,  qui  coupera  la  courbe  i  3'  0  en  A  [fig.  485).  Sur  ce  rayon 
on  devrait  porter  ensuite  le  nombre  d'ampères-heures  débités  avec 
cette  intensité.  Dans  le  cas  particulier  étudié  ici,  c'est  OA  qui  re- 
présente cette  valeur,  car  on  a  pris  Theure  comme  largeur  des  rec-p 
tangles  élémentaires  de  la  figure  483  ;  dans  le  cas  de  décharge  d'une 

OA 
demi-heure  à  Tintensité  précédente,  il  faudrait  prendre  —  • 

Si  on  tire  du  point  A  une  horizontale,  celle-ci  coupe  sur  chaque 
rayon  la  capacité  déchargée  à  l'intensité 
correspondante.  L'intensité  suivante 
coupe  la  courbe  en  B  ;  par  ce  point  on 
mène  un  nouveau  rayon,  et  la  valeur  de 
la  capacité  débitée  à  ce  régime  d'après 
la  figure  483  portée  sur  cette  droite  donne 
le  point  B.  Du  point  A'  on  porte  une 
longueur  A'C  =  OB,  et  la  nouvelle  capa- 
cité est  ainsi  ajoutée  géométriquement  à     ^^^'  ^^^:,""  ^^^y^}  graphique 

*  ^  ^  il  une  batterie. 

la  précédente. 

En  opérant  ainsi  successivement,  on  obtient,  comme  dernier  point, 
le  point  N  sur  la  droite  03.  Si  ce  point  coïncide  avec  3,  cela  indique 
que  la  batterie  choisie  est  absolument  juste.  Si  N  est  au-dessous  de 
3,  la  batterie  est  trop  forte  ;  si,  au  contraire,  il  se  trouve  au-dessus,  la 
batterie  a  été  choisie  trop  faible. 

Une  autre  méthode,  proposée  par  C.-A.Rosander  etE.-A.Forsberg*, 
consiste  également  à  diviser  la  courbe  de  décharge  que  doit  donner  la 
batterie  en  n  périodes  de  temps  /, ,  ^a,  . .  ,^/ii  pendant  lesquelles  l'inten- 
sité possède  les  valeurs  constantes  i,  e,  ..,i„.  Si  on  appelle  c^,  c^  ...,C|, 
les  capacités  de  la  batterie  correspondant  à  ces  diiïérentes  intensités, 
après  le  temps  total  T  =  S/,  il  aura  été  utilisé  une  fraction  de  la 
capacité  totale  de  la  batterie  égale  à  : 

c 

e  doit  être  plus  petit  que  1  ou  au  maximum  égal  ai,  si  la  décharge 
est  complète.  En  prenant  des  périodes  t  infiniment  petites,  on  a  : 


y  0 


idt. 
c 


1.  EUklrotekn.  ZeiUch\,  t.  XXI;  25  octobre  1901. 


746 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


qui  peut  être  intégrée  en  évaluant  en  fonction  du  temps  Fintensité  et 
la  capacité. 

Le  calcul  peut  être  remplacé  par  la  méthode  graphique  suivante, 
qui  est  plus  simple.  SoitODH  [fig,  486)  la  courbe  connue  de  décharge 
qui  représente  les  variations  de  t'en  fonction  de  /. 


P       r  *  A  ÔÇ  H  *^^ 

FiG.  486.  —  Méthode  graphique  de  ciilcul  d'uae  batterie. 


Soit,  d'autre  part,  la  courbe  LL'  représentant  les  variations  de  la 
capacité  totale  e  de  la  batterie  en  fonction  de  l'intensité  de  décharge. 

Traçons  la  verticale  kh  à  une  distance  OA  =:  1. 

De  chacun  des  points  D  de  la  courbe  ODH,  nous  menons  Thori- 
zontale  DL.  Du  point  M  d'intersection  de  OL  avec  hb  nous  traçons 
rhorizontale  ME,  qui  coupe  DQ  en  E.  La  surface  limitée  parla  courbe 
OEFGH,  qui  est  le  lieu  des  points  tels  que  E,  représente  la  quantité  e. 
En  effet,  dans  le  triangle  OLP,  on  a  : 


LP      ^    OP 
AM   ~  OA 

c'est-à-dire  : 

i         c 

AM^r 

d'où  : 

AM  =:  EQ  = 

La  surface  OEFGH  représente  donc  bien  : 


ty  o 


dt  =  i. 


BATTERIES  A  POSTE  FIXE  OU  BATTERIES  STATIONNAIRES  747 

Les  échelles  doivent  être  convenablement  choisies;  il  faut  prendre 
par  exemple  OA  =  i  centimètre  et  représenter  par  i  centimètre 
i  ampère  sur  Oi,  i  ampère-heure  sur  OP  et  i  heure  sur  OH. 

Si  cette  uniformité  d'échelles  n'est  pas  possible  en  pratique  et 
qu'on  doive  prendre  pour  1  centimètre  t^  heures,  i^  ampères, 
Cq  ampères-heures,  et,  pour  OA,  a  centimètres,  on  aura,  en  appelant  S 
la  surface  trouvée, 

a  co 

La  valeur  de  s  ainsi  trouvée  indique  si  la  batterie  est  suffisante  et 
dans  quelles  limites. 

b)  Nombre  des  éléments.  —  Le  nombre  d'éléments  d'une  batterie 
se  calcule  facilement  d'après  la  tension  que  l'on  désire  obtenir.  S'il 
s'agit  d'un  réseau  de  distribution  à  110  volts,  la  batterie  devra  pou- 
voir donner  110  à  120  volts  selon  les  pertes  en  ligne.  Avec  120  volts, 
comme  on  sait  que  la  tension  d'un  élément  à  la  fin  de  la  décharge 
est   de  1,80  volt  en  moyenne,  il  faudra  prendre  un  nombre  total 

120 
d'éléments  égal  à  —  =  67  éléments. 

i,o 

Ce  chiffre  représente  une  moyenne  ;  il  peut  être  un  peu  plus  faible 
pour  les  décharges  lentes,  ou  un  peu  plus  élevé  pour  les  décharges 
rapides. 

Comme  au  début  de  la  décharge,  ainsi  qu'on  Ta  vu  par  les  courbes, 

la  différence  de  potentiel  débute  à  environ  2,10  volts,  il  faut  évi- 

120 
demment  qu'à  ce  moment  il  n'y  ait  en  tension  que  q—  =  57  éléments. 

Pour  maintenir  constante  la  tension  de  la  batterie  pendant  le  cours 
de  la  décharge,  il  faudra  introduire  successivement  dans  le  circuit 
les  10  éléments,  de  57  à  67,  qu'on  appelle  éléments  de  réduction, 
tandis  que  les  57  premiers  éléments  forment  le  corps  de  batterie. 
L'appareil  destiné  à  faire  cette  manœuvre  s'appelle  un  réducteur;  il 
sera  décrit  plus  loin. 

Ce  réducteur  sert  également  pendant  la  charge  à  enlever  du  circuit 
les  éléments  de  réduction  dès  qu'ils  ont  reçu  leur  quantité  d'électri- 
cité suffisante. 

Dans  certains  cas,  on  doit  faire  usage  de  deux  réducteurs  diffé- 
rents, l'un  de  décharge  et  l'autre  de  charge.  C'est  ce  qui  se  présente 
lorsque  la  batterie,  disposée  en  parallèle  avec  la  dynamo,  sert  à  la  fois 
de  volant  et  de  réservoir  d'énergie.  La  dynamo  fonctionne  alors  à 


7W  LE>  ACCI-MrLATETRS  ÉLE»rrRIC»rES 

puissance  constante:  «i  l'énergie  qu'elle  produit  est  supérieure  à  la 
consommation  du  circuit  d'utilisation,  la  batterie  char^:  le  réduc- 
teur de  charge  étant  sur  un  plus  grand  nombre  d'éléments  que  celui 
de  décharge,  les  éléments  placés  entre  les  deux  réducteurs  charge- 
ront à  l'intensité  totale  de  la  machine,  tandis  que  les  éléments  limités 
par  le  réducteur  de  décharge  chargeront  la  différence  entre  l' inten- 
sité de  la  dynamo  et  celle  du  réseau.  La  tension  des  éléments  en 
charge  pouvant  atteindre  2.3  volts,  le  réducteur  devra  par  consé- 

quent  pouvoir  descendre  jusqu'au  ^-^  =  48^~  élément  pour  mainte- 

nir  constante  à  120  volts  la  tension  de  distribution. 

Quand  les  éléments  de  réduction  sont  chargés,  on  les  enlève  suc- 
cessivement du  circuit  à  Taide  du  réducteur  de  charge. 

Au  liout  d*un  certain  temps,  les  réducteurs  sont  sur  le  même  plot. 

La  batterie  étant  chargée,  si  la  consommation  augmente,  les  accu- 
mulateurs déchargeront,  et  le  réducteur  de  décharge  devra  peu  à  peu 
augmenter  le  nombre  des  éléments  en  tension.  On  doit  manœuvrer 
alors  le  réducteur  de  charge  pour  que  le  nombre  d'éléments  sur  le 
circuit  de  charge  ne  soit  jamais  inférieur  à  celui  du  circuit  de 
décharge,  car,  dans  ce  cas,  les  éléments  compris  entre  les  deux 
réducteurs  déchargeraient  à  Tintensité  totale  du  réseau. 

Nous  donnerons  dans  un  chapitre  suivant  la  description  des  ré- 
ducteurs. 

Dans  les  système  s  de  distribution  à  trois  fil  s,  on  emploie  sou  vent  une 
batterie  d'accumulateurs  branchée  sur  les  Gis  extrêmes,  et  on  fait 
partir  le  fil  neutre  de  son  milieu  ;  une  seule  dynamo  suffit  alors. 
Dans  ce  cas,  les  éléments  de  réduction  sont  répartis  entre  les  deux 
extrémités  de  la  batterie  de  façon  à  permettre  le  réglage  de  chacun 
des  ponts  ;  aussi  doit-on  disposer  deux  réducteurs  de  charge  et  deux 
réducteurs  de  décharge. 

Quoique  l'emploi  des  batteries  avec  réducteur  soit  le  plus  fréquent, 
on  constitue  parfois  la  batterie  d'un  nombre  fixe  d'éléments  toujours 
en  série,  et  on  assure  la  constance  de  la  tension  pendant  la  décharge 
en  disposant  en  tension  avec  la  batterie  un  survolteur  dont  on  fait 
varier  l'excitation  soit  à  la  main,  soit  automatiquement  (régulateur 
Tliury). 

On  fait  usage  du  même  survolteur  pour  la  charge,  comme  nous  le 
décrirons  plus  loin. 

cj  Considérations  pratiques  sur  le  choix  des  batteries  stationnaires. 
—  Dans  une  batterie  à  poste  fixe,  les  qualités  d'ordre  économique 


BATTERIES  A  POSTE  FIXE  OU  BATTERIES  STATIONNAIRES  749 

doivent  primer  toutes  les  autres.  Aussi  ne  convient-il  pas  de  lésiner 
ni  sur  le  poids  ni  sur  Tencombrement  ;  il  faut  choisir  avant  tout  des 
éléments  très  robustes  et  donnant  un  bon  rendement.  Le  montage  de 
ces  éléments  doit  être  très  soigné  et  établi  en  vue  d'un  entretien  aussi 
économique  que  possible  ;  le  démontage  d'un  élément  doit  pouvoir  se 
faire  rapidement  et  simplement;  les  plaques,  choisies  suffisamment 
épaisses,  ne  doivent  pas  être  montées  sur  tasseaux,  mais  suspendues 
par  leurs  queues  supérieures  ;  Técartement  des  plaques  doit  être 
suffisant  pour  éviter  les  dangers  de  courts-circuits. 

Dans  les  descriptions,  nous  avons  indiqué  les  constantes  des  diffé- 
rents types  d'éléments  à  poste  fixe.  D'une  façon  générale,  on  peut 
prendre  en  moyenne,  comme  capacités  massiques  rapportées  au 
kilogramme  de  plaques,  les  valeurs  suivantes  : 

8  amp. -heures  p^r  kilogr.  de  plaques  au  régime  de  10  heures 
7,2        —                   —  —  —  6      — 

6  —  —  —  —  3      — 

M        —  —  —  —  1      — 

Dans  un  avant-projet,  on  pourra  par  conséquent  adopter  ces 
chiffres.  Si  on  veut  en  déduire  le  poids  total  de  Télément,  on  se 
rappellera  que,  dans  les  éléments  à  poste  fixe,  le  coefficient  d'acces- 
soires est  d'environ  2,  c'est-à-dire  qu'il  faut  sensiblement  doubler  le 
poids  de  plaques  pour  avoir  celui  de  l'élément. 

Le  prix  d'achat  des  batteries  peut  être  rapporté  à  l'unité  de  capa- 
cité ou  à  l'unité  de  poids  d'un  élément. 

Pour  les  éléments  à  poste  fixe,  les  valeurs  moyennes  sont  à  peu 
près  celles  indiquées  dans  le  tableau  suivant.  Ces  valeurs  sont 
évidemment  variables  avec  le  type  adopté  et  aussi  avec  l'importance 
de  la  fourniture. 

Les  chiffres  que  nous  donnons  ci-dessous  ne  sont  que  les  indica- 
tions à  utiliser  dans  un  avant-projet. 


1£.^  AOirKl  L-AIIT-It^  ?:  ITTLl  JTES' 


MC   CâPACJTÉ.    ES    rVAJECS    PAB  AHPftmEH 


^3r.*«l€r>  1€  L 

iixai>T 

!■:  SLtz 

:€  i^  1- 

Lju?i»0  £s::ijs        1 

1   «BM» 

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«^ 

0.4* 

3i^l 

M.i:; 

••.3* 

0.33 

0.4^ 

r^t^i 

•i,2î 

0.±3 

0.30 

0.41 

I2WI 

U.±3 

••.23 

0.30 

0.«l 

r>;-> 

M.22 

0.24 

0.» 

0.40 

r,îitf 

0.21 

UJÎ4 

0^ 

0.3f 

Comme,  d'autre  part,  la  capacité  massique  mojenne  des  élémeols 
à  poste  fixe  n'est  qae  de  8  à  4,4  ampères-hemes  par  kflogiamme  de 
plaques,  oo  peut  déduire  des  chiffres  précédents  que  le  prix  d'un 
élément,  rapporté  au  kilogramme  de  plaques.  Tarie  de  : 

4,8  francs  par  kilogramme  de  plaques  pour  les  petits  éléments    10 

arop.'fa.  au  régime  de  10  h. 
à  1,7  franc  par  kilogramme  de  plaques  pour  les  gros  éléments    r>l20 

amp.'fa.  an  régime  de  10  b.  . 

Dans  une  décharge,  on  peut  compter  comme  tension  moyenne  par 
élément  1,90  volt  (on  a  vu  dans  la  première  partie  comment  varie 
cette  valeur  avec  l'intensité  de  décharge*.  Les  chiffres  précédents 
montrent  que  le  prix  d'achat  d'une  batterie  rapporté  au  kilowatt- 
heure peut  varier  de  : 

316  francs    régime  de  10  h.    à  573  francs    régime  de  1  h.    pour  les 

petits  l'riéfnents  lOamp.-h.  en  10  h.) 
et  de  110  francs  régime  de  10  h.   à  205  francs   régime  de  1  b.  pour  les 

gros  ^îiéments   5120  amp.-h.  en  10  h.-. 

Si  on  rapporte  à  Tunité  de  puissance,  les  prix  de  batteries  par 
kilowatt  varient  alors  : 

de  3157  francs  ^régime  de  10  h. i  à  574  francs  (régime  de  4  h.-  pour 

les  petits  éi^'ments  (10  amp.  au  régime  de  10  h.) 
et  de  1131  francs    régime  de  10  h.    à  206  francs    régime  de  1  h.)  pour 

les  gros  éléments  i5120  amp.-h.  en  10  h. j. 


BATTERIES  A  POSTE  FIXE  OU  BATTERIES  STATIONNAIRES  751 

Les  prix  d*entretien  annuel  des  batteries  à  poste  fixe  peuvent 
varier  de  5  à  15  0/0  .du  prix  d*achat  de  la  batterie,  selon  le  type 
d'élément  et  les  conditions  d'exploitation  et  d'entretien. 

Lorsqu'on  a  déterminé  la  grandeur  des  éléments  pour  assurer  un 
service  donné,  il  importe  de  prendre  toujours  une  batterie  un  peu 
plus  forte  que  celle  strictement  nécessaire.  Cela  permet  de  parer  à 
bien  des  imprévus.  On  n'oubliera  pas  d'ailleurs  que,  la  capacité 
baissant  peu  à  peu  après  un  certain  temps  de  fonctionnement  (par 
suite  des  causes  que  nous  avons  étudiées  dans  la  première  partie), 
cette  précaution  est  élémentaire,  si  on  ne  veut  pas  être  amené  à  faire 
des  dépenses  excessives  d'entretien. 

Si  on  prévoit  une  extension  future  du  service  à  demander  à  la 
batterie,  on  a  intérêt  à  installer  dès  le  début  des  bacs  plus  grands 
qu'il  n'est  nécessaire,  de  sorte  qu'il  est  possible  d'augmenter  ensuite 
le  nombre  de  plaques  de  la  batterie  et,  par  suite,  sa  puissance,  sans 
faire  l'achat  de  nouveaux  accessoires  et  sans  arrêter  le  service  de  la 
batterie. 

Lorsqu'on  a  déterminé  le  nombre,  d'éléments  strictement  néces- 
saire pour  assurer  la  tension  imposée,  on  ajoute  en  général  i  à 
2  éléments  de  secours  qui  viennent  faciliter  le  service  d'entretien. 
On  a  vu  en  effet  qu'un  court-circuit  accidentel,  par  exemple,  peut 
entraîner  l'immobilisation  d'un  élément  pendant  une  ou  plusieurs 
décharges  successives. 

On  doit  commander  aussi  quelques  accessoires  de  rechange  (bacs, 
tubes  de  verre,  isolateurs,  pièces  de  montage,  acide  (bacs  à  mélange, 
cruches,  etc.)  et  en  outre  quelques  appareils  indispensables,  tels  que 
densimètre  ou  aréomètre,  pipette  avec  poire  en  caoutchouc  pour  pré- 
lever des  échantillons  d'acide  des  éléments,  éprouvette  à  pied  per- 
mettant la  mesure  de  la  densité,  voltmètre  de  0  à  3  volts  pour 
mesurer  rapidement  la  tension  de  chaque  élément. 

Installation  et  montage  des  batteries  à  poste  fixe.  —  La  salle  des 
accumulateurs  doit  être  choisie  aussi  sèche  et  aussi  aérée  que  pos- 
sible. Elle  doit  être  à  l'abri  des  poussières.  Dans  le  cas  où  l'aération 
ne  serait  pas  suflisante,  on  doit  faire  usage  de  ventilateurs,  afin 
d'évacuer  au  dehors  le  gaz  tonnant  qui  se  forme  pendant  la 
charge  et  qui,  accumulé  dans  la  salle,  pourrait  occasionner  des 
•explosions  sous  l'infiuence  de  la  moindre  étincelle. 

La  température  de  cette  salle  doit  être  assez  constante  ;  il  faut 
éviter  en  effet  qu'en  hiver   la  température   des   éléments   devienne 


"752  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

trop  basse,  car  il  en  résulte,  comme  nousTavons  vu,  une  diminu- 
tîoD  de  la  capacité.  En  été,  sous  Tinfluence  d'une  température  trop 
élevée,  Tévaporation  du  liquide  devient  très  rapide;  d'autre  part, 
sous  rinfluence  des  rayons  du  soleil  provoquant  des  inégalités  de 
température,  il  peut  se  produire  des  ruptures  de  bacs  lorsque  ceux- 
ci  sont  en  verre.  Ajoutons  ici  que,  dans  certains  cas  (batteries-tam- 
pon), on  peut  avoir  intérêt  à  maintenir  la  température  de  la  bat- 
terie un  peu  élevée.  Nous  avons  vu  que  Taction  régulatrice  de  la 
batterie  est  plus  efficace  dans  ces  conditions. 

Une  batterie  d'accumulateurs  ne  doit  jamais  être  installée  dans 
une  salle  de  machines,  et  on  doit  éviter  de  placer  des  instruments 
quelconques  dans  le  local  de  cette  batterie.  On  sait  en  effet  que, 
pendant  la  charge,  des  vésicules  d'eau  acidulée  sont  entraînées  par 
les  gaz  et  vont  attaquer  les  parties  métalliques,  même  situées  à  une 
assez  grande  distance.  Néanmoins,  si  la  salle  des  machines  ne  doit 
pas  communiquer  directement  avec  celle  des  accumulateurs,  elle 
doit  être  suffisamment  rapprochée  pour  éviter  de  trop  grandes  dé- 
penses des  câbles  reliant  la  batterie  au  tableau. 

Dans  la  salle  même  des  accumulateurs,  les  murs,  le  plafond,  les 
charpentes,  s'il  y  en  a,  doivent  être  recouverts  de  plusieurs  couches 
de  peinture  ou  de  vernis  inattaquables  à  l'acide. 

Des  précautions  spéciales  doivent  être  prises  pour  le  sol,  qui  est 
appelé  à  recevoir  fréquemment  l'eau  acidulée  et  quelquefois  même 
Tacide  concentré.  On  peut  recouvrir  le  sol  de  briques,  mais  il  faut 
éviter  les  joints  en  ciment  qui  s'attaquent  ;  quelquefois  on  fait  des 
joints  au  bitume.  Le  mieux  est  de  bitumer  entièrement  le  sol.  Celui-ci 
doit  d'ailleurs  être  disposé  avec  des  pentes  légères  et  des  rigoles,  de 
façon  à  permettre  l'écoulement  rapide  des  eaux.  Il  est  également  indis- 
pensable d'installer  dans  le  local  un  certain  nombre  de  prises  d'ean 
pour  les  lavages  et  les  différentes  opérations  d'entre  tien  des  éléments. 

Lorsque  le  local  est  prêt,  on  ne  dispose  pas  les  éléments  directe- 
ment sur  le  sol,  car  l'isolement  serait  insuffisant. 

On  commence  par  installer  les  plates-formes  en  bois  que  l'on  isole 
du  sol.  Ces  plates-formes  doivent  être  construites  avec  assemblage 
par  tenons  et  mortaises  afin  d'éviter  les  clous.  On  les  recouvre  d'une 
couche  de  goudron,  coaltar,  ou  d'un  vernis  inattaquable  aux  acides. 
Les  bacs  sont  ensuite  posés  sur  ces  plates-formes  par  l'intermédiaire 
de  quatre  isolateurs.  On  obtient  ainsi  double  isolement  entre  les  élé- 
mentsetlaterre.  Lorsque  la  tension  doit  être  assez  élevée,  500  volts  par 
exemple,  on  assure  un  triple  isolement  en  disposant  deux  plates-formes 


BATTERIES  A  POSTE  FIXE  OU  BATTERIES  STATION NAIRES  753 

Tune  sur  Tautre  et  réunies  par  une  troisième  série  d'isolateurs.  On 
garantit  d'ailleurs  dans  ces  conditions  un  isolement  d'autant  meil- 
leur entre  les  éléments  que  les  plates-formes  (et  surtout  celles  qui 
supportent  directement  les  éléments)  sont  plus  sectionnées. 

Les  isolateurs  peuvent  être  en  verre  ou  en  porcelaine,  en  i^ne  ou 
deux  parties.  Sans  insister  ici  sur  les  dilTérentes  formes  d'isolateurs, 
disons  qu'un  modèle  très  recommandé  est  l'isolateur  double  à  cham- 
pignon représenté  par  les  figures  487  et  488.  Cet  isolateur  est  formé  de 
deux  parties  dont  la  partie  inférieure  est  disposée  en  godet  circulaire 
pouvant  recevoir  une  couche  d*huile  lourde.  La  partie  supérieure 
repose  sur  ce  godet  et  le  recouvre  entièrement. 


Fio.  487.  —  Isolateur.  Fio.  488.  —  Isolateur  (coupe). 

Même  en  supposant  qu'une  couche  d'humidité  puisse  tapisser 
toutes  les  parois  des  deux  parties  de  l'isolateur,  on  voit  que  la 
couche  d'huile  forme  solution  de  continuité  et  maintient  par  consé- 
quent l'isolement. 

Toutes  les  fois  que  cela  est  possible,  le  mieux  est  de  disposer 
tous  les  éléments  de  la  batterie  en  un  seul  étage.  Dans  ce  cas,  on 
place  les  différentes  rangées 


de  plates-formes,  de  façon  à  |    [    |    |    |    |    [    [    |    |    [    | 

ménager  entre  les  premières  j  ^ 

rangées  et  les  murs  un  inter-         ^- 


valle  suffisant  pour  éviter  le         ^-'    j  =|=  =  ==^=^ 

contact   entri>  les    nonriAxtons  '    I    '    '    '    '    I    '    '    '    *    ' 


contact  entre  les  connexions 

des  éléments  et  ces  murs.  Les  ^'/wt/» 

ranîrées    intermédiaires    peu-  ^.       .,.       Fig.  489.        ,   ,.  „. 

®  *^  Disposition  en  pian  d  une  batterie. 

vent  être  disposées  par  deux, 

avec  un  écartement  juste  suffisant  pour  éviter  les  courts-circuits 
accidentels  entre  les  éléments,  et,  entre  chaque  groupe  de  deux  ran- 
gées, on  ménage  un  chemin  de  largeur  suffisante  pour  permettre  les 
différentes  manipulations  d'installation  et  d'entretien.  La  figure  489 
indique  la  disposition  adoptée  en  plan. 

Lorsqu'il  s'agit  de  batterie  à  teusionélevée  (500  volts  par  exemple), 
on  prend  souvent  la  précaution  d'isoler  par  rapport  au  sol  les  che- 

48 


IX*  JLCC'M^z.MmrtL^  ÊLEcnuQcis» 


miiis  4e  passaire  eo  les  coostHoait,  noUaun^aL  à  Taîde  de  pîales- 
fcrroie»  en  boU  nMofées  sur  isolatears. 

1^  dI«posîliaa  précédente  n'e^t  pa.5  toajoors  possible  dans  Jes  cas 
oà  an  ne  po^sêie  pas  une  sniface  saflisante.  Il  faat  alors  placer  les 
éléments  sur  plusieurs  étages.  Oa  coostmit  sonrenl  à  œt  eflel  des 
étagères  eo  fer,  Celoî-et  doit  être  alors  protégé  par  plosienrscoaches 
de  Ternis  inattaquable  à  I  acide,  et  les  éléments  doivent  être  placés 
de  façon  qa*an  intenralle  safBsant  existe  entre  les  parties  métalliques 
de  la  charpente  et  les  éléments.  Pour  Tisolement  par  rapport  à  la 
niasse,  il  Tant  appliquer  ici  avec  le  plos  grand  soin  les  prescriptions 
indiquées  précédemment.  Entre  les  différents  étages  de  la  charpente 
il  fant,  d*aatre  part,  laisser  un  inierralle  sufBsant  pour  permettre 
Tenlèrement  des  plaques  lors  de  la  risite  des  éléments. 

Dans  tous  les  cas,  le  montage  se  fait  en  rangeant  d*abord  les  bacs 
sur  les  plates-forraes  ;  on  laisse  entre  les  bacs  un  intervalle  déterminé 
par  le  système  de  connexion  adopté.  On  procède  ensuite,  pour  le 
montage  des  éléments,  comme  il  a  été  indiqué  dans  la  deuxième  par- 
tie de  ce  traité. 

Selon  les  cas,  les  plaques  sont  disposées  perpendiculairement  ou 
parallèlement  à  la  longueur  des  plates-formes.  La  première  disposi- 
tion offre  Tavantage,  lorsqu'on  emploie  des  bacs  en  verre,  de  per- 
mettre de  voir  par  un  simple  coup  d'œil  s'il  n'y  a  pas  de  courts-cir- 
cuits entre  les  plaques. 

Le  groupage  en  tension  des  éléments  de  la  batterie  se  fait  de  dif- 
férentes façons. 

Lorsque  les  plaques  de  même  polarité  des  éléments  sont  réunies 
entre  elles  par  des  boulons  (le  plus  généralement  en  cuivre  ou  en  lai- 
ton), comme  le  représente  Télément  T.  E.  M.  de  la  fîgure230,on  réu- 
nit le  positif  d'un  élémentau  négatifde  l'élément  suivant,  àl'aide  d^une 
connexion  en  cuivre  serrée  de  chaque  côté  par  des  écrous  sur  cha- 
cun des  deux  boulons.  Afin  de  mieux  répartir  le  courant  entre  les 
différentes  plaques,  surtout  quand  celles-ci  sont  nombreuses,  il  con- 
vient de  placer  plusieurs  connexions  régulièrement  réparties  sur  la 
longueur  des  boulons.  Si  les  plaques  sont  disposées  parallèlement  à 
la  rangée  de  bacs,  les  connexions  sont  droites  ;  dans  le  cas  des 
plaques  perpendiculaires  à  cette  rangée,  les  connexions  doivent  être 
deux  fois  recourbées.  On  protège  souvent  ces  connexions  en  cuivre 
de  l'attaque  possible  par  l'acide  en  les  enduisant  de  vaseline  ou 
d*huile  minérale,  ou  en  les  vernissant. 

Dans  le  cas  où  les  plaques  de  même  polarité  sont  réunies  entre 


BATTERIES  A  POSTE  FIXE  OU  BATTERIES  STATÏONNAIRES  755 

elles  par  soudure  à  une  barrette,  on  peut  recourber  cette  barrette 
à  une  de  ses  extrémités,  ainsi  qu'il  est  représenté  en  figures  420 
et  326,  les  plaques  étant  alors  disposées  perpendiculairement  au 
sens  de  groupement.  On  réunit  face  à  face  les  deux  parties  verti- 
cales des  barrettes  de  deux  éléments  voisins,  et  on  opère  te  serrage 
au  moyen  d'un  boulon  passant  dans  des  ouvertures  perforées  à  cet 
effet.  La  figure  428  montre  également  cette  disposition. 

Une  autre  disposition,  fréquemment  adoptée  lorsque  les  plaques 
sont  disposées  parallèlement  au  sens  du  groupement,  consiste  a  for- 
mer du  même  coup  la  réunion  des  plaques  de  même  polarité  d'un 
élément,  celle  des  plaques  de  polarité  contraire  de  l'élément  voisin  et 
la  connexion  entre  ces  deux  pôles.  La  figure  247  indique  cette  dis- 
position :  les  plaques  étant  convenablement  placées,  on  dispose  à 
cheval  sur  les  queues  de  prise  de  courant  des  plaques  à  relier  une 
barrette  en  plomb  de  section  trapézoïdale.  On  soude  ensuite  de 
chaque  côté  les  plaques  à  la  barrette  de  façon  à  remplir  de  plomb 
rintervalle  existant  entre  chaque  queue  et  la  barrette.  La  soudure 
peut  se  faire,  comme  nous  Tavons  vu  pour  le  montage  deséléments, 
soit  au  chalumeau  à  gaz,  soit  au  chalumeau  électrique,  soit  encore 
en  coulant  du  plomb  bien  chaud  dans  l'espace  à  remplir,  espace  que 
Ton  peut  limitera  Taide  de  formes  en  tôle.  La  figure  247  se  rapporte 
aux  éléments  moyens.  Pour  les  gros  éléments,  ainsi  qu'il  est  repré- 
senté en  figures  421  et  422,  on  adopte  la  même  disposition,  mais  on 
prend  comme  profil  de  la 
barrette  un  trapèze  évidé  a 
la  partie  inférieure  afin  de 
diminuer  le  poids. 

La  suppression  des  con- 
nexions d'élément  à  élément 
a  pu  être  réalisée  par  l'em- 
ploi des  électrodes  jumelles. 

On     appelle     ainsi     des  Fio.  490.  —  Électrodes  jumelles, 

plaques  constituées,  comme 

le  montre  la  figure  490,  de  deux  plaques,  Tune  positive,  l'autre  néga- 
tive, réunies  par  une  bande  de  plomb.  Dans  le  montage,  ces  plaques 
sont  placées  à  cheval  sur  deux  récipients  successifs,  de  telle  sorte 
que  l'une  d'elles  est  positive  dans  un  élément,  et  l'autre,  négative 
dans  l'élément  voisin. 

Le  simple  montage  des  plaques  réalise  donc  en  même  temps  la 
mise  en  tension  des  éléments.  Il  suffit  de  relier  par  une  connexion 


756  LES  ACCCMUI-ATEURS  ÉLECTRIQUES 

toutes  les  plaques  simples,  positives  à  une  extrémité  de  la  batterie 
et  négatives  à  l'autre.  Avec  ce  montage,  chaque  élément  renferme 
un  nombre  pair  de  plaques,  puisqu'il  y  a  autant  de  positives  que  de 
négatives. 

Malgré  ses  avantages,  facilités  de  montage  et  de  démontage, 
absence  de  soudures  et  de  connexions,  indépendance  des  électrodes, 
ce  procédé  n'est  que  très  peu  employé,  pour  les  raisons  suivantes  : 
les  grandes  plaques  jumellées  sont  trop  lourdes;  de  plus,  comme  la 
positive  s*use  avant  la  négative,  il  faut,  dans  le  cours  de  Tentretien, 
déjumeller  les  plaques  et  faire  une  nouvelle  soudure  après  rempla- 
cement de  la  positive.  Enfin,  la  batterie  pouvant  être  considérée 
avec  ce  montage  comme  la  réunion  en  quantité  des  différentes  séries 
de  plaques,  si  un  court-circuit  se  produit  accidentellement  dans  un 
élément,  toute  la  série  correspondante  des  plaques  de  la  batterie  en 
sera  influencée,  et  les  plaques  d'un  même  élément,  travaillant  dans 
des  conditions  dissemblables,  tendront  à  se  déformer. 

Pour  éviter  ces  inconvénients,  on  doit  réunir  soit  par  un  boulon, 
soit  par  une  barrette  soudée,  les  plaques  de  même  polarité  de  chaque 
élément.  On  perd  alors  tout  le  bénéfice  que  Ton  pouvait  tirer  des 
plaques  jumelles. 

Un  autre  montage  ne  nécessite  la  présence  d'aucune  connexion 
d'élément  à  élément  :  c'est  celui  des  plaques  bipolaires  qui,  comme 
nous  l'avons  montré  dans  la  deuxième  partie,  forment  à  la  fois  élec- 
trode positive  d'un  côté,  électrode  négative  de  l'autre,  connexion  par 
l'âme  et  bac. 

Parmi  différents  autres  systèmes  de  connexion  d'élément  à  élément, 
signalons  celui  représenté  en  figure  164  et  employé  dans  les  premières 
batteries  Dujardin.  Il  consistait  en  une  pièce  recourbée,  en  plomb, 
fixée  à  un  des  pôles  d'un  élément  (pôle  positif)  et  qui  plongeait  dans 
un  godet  rempli  de  mercure  en  communication  avec  les  plaques 
négatives  de  l'éléme  nt  suivant.  Ce  procédé  est  à  peu  près  abandonné 
actuellement,  car  il  procure  de  mauvais  contacts,  pour  les  intensités 
un  peu  fortes  principalement. 

Ricks  a  proposé  (Voir  fig,  190)  de  constituer  la  connexion  à  l'aide 
d'une  bande  flexible  recourbée  en  forme  d'U  et  qui  s'applique  à  la 
fois  sur  les  deux  électrodes  des  éléments  voisins  à  réunir  en  tension. 

Dans  le  but  d'éviter  l'atlaque  des  boulons  métalliques  servant  à 
former  les  connexions,  on  a  souvent  proposé  de  les  recouvrir  de 
plomb.  Voici,  entre  autres,  le  mode  de  connexion  Rooper'. 

1.  Brevet  anglais  13816,  demandé  le  l"aoùt  1900,  accepté  le 22  septembre  1900. 


BATTERIES  A  POSTE  FIXE  OU  BATTERIES  STATIONNAIRES 


757 


Les  queues  A  des  plaques  B  sont  courbées  en  arc  de  cercle  (/?^. 491). 
Dans  Tencoche  C,  on  place  une  barre  d^assemblage  D  cylindrique  et 
constituée  par  du  cuivre  ou  du  laiton  recouvert  d'un  tuyau  en  plomb  F. 
Comme  l'indique  la  figure  492,  la  barre  D  est  filetée  à  ses  deux 
extrémités  pour  recevoir  les  écrous  en  laiton  H  qui  sont  munis  d'une 


Fio.  491,  492,  493.  —  Connexion  Rooper. 

capsule  en  plomb  K  [fig,  493),  portant  des  ailettes  J,  qui  permettent 
de  faire  tourner  Técrou  et  sa  capsule. 

Les  plaques  sont  assemblées  comme  le  montre  la  figure  492.  Des 
rondelles  G,  placées  sur  la  barre,  maintiennent  Técartement  des 
plaques  et  en  assurent  le  serrage. 


^    Â>4rte~fe 


FiG.  494  et  493.  —  Connexion  Edwards. 

On  évite  ainsi  l'altération  de  la  barre  en  cuivre. 

Dans  le  même  but,  la  réunion  de  deux  barrettes  d'éléments  voisins 
à  grouper  en  tension  peut  se  faire  d'après  l'assemblage  Edwards 
indiqué  dans  le  brevet  français  301958  du  29  janvier  1901. 

Cet  assemblage  est  repri3senté  nettement  par  les  figures  49  4  et  495, 
cette  dernière  étant  une  coupe. 


758  LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

b  et  /*sont  des  écrous  en  plomb  antîmonieux  ;  a,  une  vis  en  fer, 
cuivre,  laiton,  ou  autre  métal.  Cette  vis  porte  un  méplat  qui 
permet  d'effectuer  d'abord  le  serrage  dans  Técrou  h.  On  vient  ensuite 
placer  la  rondelle  en  plomb  hy  puis  les  bandes  k  à  réunir.  11  ne  reste 
plus  qu'à  adapter  la  rondelle  t  semblable  à  A  et  à  serrer  Técrou  / 
jusqu'à  ce  que  les  rebords  aigus  g  aient  pénétré  dans  les  rondelles 
de  plomb.  On  obtient  ainsi  un  joint  hermétique  et  on  évite  toute 
attaque  par  l'acide. 

Prescriptions  générales  de  mise  en  service  des  batteries.  — 
Après  le  montage  des  batteries,  certaines  précautions  sont  à  prendre 
pour  la  mise  en  route. 

Quelques  constructeurs  livrent  les  plaques  non  formées  ou  insuf- 
fisamment formées.  La  formation  ou  le  complément  de  formation 
doivent  alors  être  effectuées  d'après  les  indications  du  constructeur. 
Les  plaques  sont  plus  facilement  transportables  dans  ces  conditions, 
puisqu'elles  peuvent  être  envoyées  sèches  et  xie  craignent  pas  l'oxy- 
dation à  Tair;  mais  le  client  doit  faire  ui\e  dépense  de  courant  assez 
considérable  et  attendre  souvent  un  temps  assez  long  avant  de  pou- 
voir utiliser  sa  batterie. 

Quand  les  plaques  sont  livrées  formées  par  le  constructeur,  elles 
sont  transportées  soit  à  l'état  déchargées,  et  alors  positives  et  néga- 
tives peuvent  être  expédiées  sèches,  soit  à  l'état  chargées,  et,  dans  ce 
cas,  si  les  positives  peuvent  être  transportées  sèches,  en  revanche, 
pour  soustraire  les  négatives  à  l'oxydation  de  l'air,  il  faut  les  embal- 
ler dans  des  bacs  remplis  d'eau  ou  encore  les  disposer  dans  des 
caisses  avec  de  la  fibre  ou  autre  substance  humide. 

Dans  le  premier  cas,  le  remplissage  des  éléments  peut  n'être  effec- 
tué qu'après  le  montage  de  la  batterie  entière;  mais  il  convient  de 
mettre  en  charge  immédiatement  après  le  remplissage  ou  même 
pendant  celui-ci.  Dans  le  second  cas,  il  convient,  pour  éviter  réchauffe- 
ment des  négatives,  de  remplir  chaque  élément  au  fur  et  à  mesure 
de  son  montage  ou  encore  de  monter  d'abord  toutes  les  positives, 
p  uis  de  remplir  tous  les  éléments  et  enfin  de  placer  les  négatives. 
Bien  entendu,  les  négatives  déballées  à  l'arrivée  doivent  être  con- 
servées dans  un  bac  rempli  d'eau. 

C'est  dans  ce  dernier  cas  que  la  dépense  initiale  de  courant  pour 
la  mise  en  route  est  la  plus  faible.  Néanmoins,  comme  les  négatives 
subissent  un  commencement  d'oxydation  pendant  les  différentes 
opérations,  il  faut  charger  au  moins  deux  fois  la  capacité  au  régime 


BATTERIES  A  POSTE  FIXE  OU  BATTERIES  STATIONXAIRES  759 

de  charge  normal  où  mieux  à  un  régime  ihoitié.  Celle  charge  iniliale, 
que  Ton  appelle  le  bain  d'hydrogène,  doil  élre  effecluée  dans  Tacidé 
faible.  Après  celle  opéralîon,  Tacide  est  réglé  à  la  densité  indiquée 
par  le  conslructeur,  el  la  ballerie  peul  êlre  mise  en  décharge  après 
charge  d*une  à  deux  fois  la  capacilé  au  régime  normal. 

Ce  sonl  là  évidemment  des  prescriptions  générales.  Des  indica- 
tions spéciales  peuvent  êlre  données  par  les  constructeurs  dans  cer- 
tains cas  particuliers. 

Prescriptions  générales  d'exploitation  des  batteries.  —  Pendant 
Texploilation  de  la  ballerie,  il  importe  de  suivre  exactement  les 
prescriptions  indiquées  par  les  constructeurs  pour  la  charge  et  la 
décharge. 

Lorsqu'il  s'agit  de  batteries  débitant  à  de  faibles  régimes,  le 
régime  normal  de  charge  correspond  en  moyenne  à  un  temps  total 
de  six  à  douze  heures  pour  la  charge  complète.  Si  les  régimes  de 
décharge  sont  élevés,  la  durée  de  la  charge  totale  pour  la  même 
intensité  de  courant  peut  s'abaisser  à  une  valeur  moitié. 

Si  la  décharge  n'est  que  partielle,  ces  temps  sont  évidemment 
réduits  en  proportion. 

Lorsque  les  nécessités  obligent  à  adopter  une  intensité  supérieure 
à  rinlensité  normale  de  charge,  on  n'oubliera  pas  que  la  possibilité 
de  ce  fait  ne  va  pas  sans  une  diminution  de  la  durée  des  plaques. 

D'autre  part,  pour  un  même  temps  el  une  même  quantité  d'élec- 
tricité de  charge,  on  a  toujours  intérêt,  au  point  de  vue  de  la  conser- 
vation de  la  batterie,  à  adopter  une  intensité  plus  élevée  que  rinlen- 
sité normale  au  début  el  plus  faible  à  la  fin.  En  pratique,  la  charge 
à  potentiel  constant  n'est  pas  réalisable  lorsqu'une  machine  spéciale 
charge  la  batterie,  car  les  conditions  de  fonclionnemenlde  celle  machine 
sont  des  plus  mauvaises  au  point  de  vue  du  rendement,  puisque  celle 
machine  ne,  travaille  alors  à  pleine  puissance  qu'au,  début  de  la 
charge  de  la  batterie,  la  puissance  pouvant  ensuite  tomber,  vers  la 
(in  de  la  charge,  à  une  valeur  beaucoup  plus  faible  (par  exemple 
10  fois)  qu'au  début.  On  adopte  quelquefois  la  charge  à  puissance 
constante,  qui  réalise  les  meilleures  conditions  de  rendement  de  la 
machine  et  permet  en  même  temps  une  intensité  de  charge  décrois- 
sante pour  la  batterie  (rinlensité  varie  dans  le  rapport  inverse  des 

tensions  initiale  et  finale  de  charge,  soit  à  peu  près  ^l* 

L'intensité  de  charge  étant  connue,  la  quantité  d'électricité  adonner 


760  LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

à  la  batterie  se  calculera  d'après  la  décharge  précédente  en  adoptant 
le  rendement  indiqué  par  le  constructeur. 

Ce  rendement  en  quantité  est  en  général  compris  entre  0,8  et  0,9, 
de  sorte  qu'il  faut  multiplier  le  nombre  d'ampères-heures  débités 
par  un  facteur  variant  de  1,11  à  1,25  pour  obtenir  la  quantité  d'élec- 
tricité à  charger.  Cependant  ce  facteur  doit  être  pris  un  peu  plus 
grand  lorsque  la  batterie  ne  débite  qu'une  petite  partie  de  sa  capacité 
totale  ou  encore  lorsque  cette  batterie  est  soumise  à  de  longues 
périodes  de  repos.  Le  supplément  de  charge  que  l'on  'donne  alors  a 
pour  but  de  compenser  les  pertes  dues  aux  actions  locales. 

Comme  le  rendement  d'une  batterie  peut  varier  dans  le  cours 
de  l'exploitation,  il  est  indispensable  de  s'assurer  que  la  charge 
calculée  est  suffisante.  On  a  construit  dans  ce  but  des  appareils 
appelés  indicateurs  de  charge.  Certains  de  ces  appareils,  tel  celui 
imaginé  par  G.  Roux,  sont  basés  sur  la  variation  de  la  densité 
de  l'acide.  Nous  avons  vu  antérieurement  que  cette  densité 
croît  constamment  pendant  la  charge  et  atteint  une  valeur 
constante  à  la  fin.  En  combinant  un  aréomètre  sensible  avec 
un  levier  muni  d'une  aiguille  indicatrice  se  déplaçant  devant  un 
cadran  gradué,  on  peut  déterminer  à  tout  instant  l'état  de  charge 
d'un  élément. 

Ces  appareils  ne  sont  cependant  plus  guère  employés  en  pratique, 
car  ils  sont  sujets  à  des  erreurs  dues  au  défaut  d'homogénéité  de 
l'acide  dans  les  éléments  et  aussi  aux  variations  que  peut  subir  la 
densité  de  l'acide  fin  charge  pendant  le  cours  de  l'exploitation. 

L'indicateur  le  plus  exact  est  encore  la  mesure  de  la  différence  de 
potentiel  aux  bornes.  On  est  certain  d'avoir  complètement  chargé  la 
batterie  lorsque,  pour  une  intensité  constante,  la  tension  a  atteint 
une  valeur  constante,  variant  de  2,4  à  2,6  volts  par  élément,  selon 
l'intensité,  après  avoir  monté  rapidement,  d'après  l'allure  connue  des 
courbes  de  charge  données  dans  la  première  partie  de  ce  traité. 

Comme  il  peut  y  avoir  une  petite  incertitude  dans  la  détermination 
du  point  indice  de  la  fin  de  la  charge,  on  peut  arrêter  les  charges 
ordinaires  aussitôt  atteinte  la  valeur  maxima  (donnée  par  les  cons- 
tructeurs ou  déterminée  par  expérience)  correspondant  à  l'intensité 
de  charge  ;  puis  on  fait  périodiquement  (toutes  les  semaines  par 
exemple)  une  charge  que  l'on  continue  deux  ou  trois  heures  après 
obtention  de  la  tension  maxima. 

Cette  petite  surcharge,  sans  influence  appréciable  sur  le  rende- 
ment moyen  puisqu'elle  se  répartit  sur  un  certain  nombre  de  charges, 


BATTERIES  A  POSTE  FIXE  OU  BATTERIES  STATIONN AIRES  761 

donne  l'assurance  que  la  batterie  est  bien  complètement  chargée. 

En  ce  qui  concerne  la  décharge,  il  est  indispensable,  au  point  de 
vue  de  la  bonne  conservation  de  la  batterie,  de  ne  pas  la  pousser 
au-dessous*  du  crochet  que  nous  avons  déterminé  dans  Tétude  des 
courbes  de  décharge  faite  dans  la  première  partie  de  cet  ouvrage. 
Cette  valeur  minima  de  la  tension  est  en  général  de  1,80  volt  par 
élément.  Pour  les  régimes  très  lents,  on  indique  quelquefois  1,85 
à  1,90  volt.  Au  contraire,  pour  les  régimes  rapides,  il  est  permis 
d'aller  jusqu'à->l, 75  à  1,70  volt.  Dans  tous  les  cas,  si  la  décliarge  a 
été  complète,  c'est-à-dire  poussée  jusqu'à  ces  valeurs  limites,  il  con- 
vient d'effectuer  la  charge  aussitôt  que  possible  afin  de  ne  pas  ris- 
quer de  sulfater  les  plaques,  accident  qui  se  produit  également 
quand  les  décharges  sont  poussées  au-dessous  du  crochet. 

Nous  avons  vu  à  propos  du  calcul  des  batteries  que  tous  les  élé- 
ments d'une  batterie  ne  travaillent  pas  pareillement.  A  ce  point  de 
vue,  il  faut  considérer,  d'une  part,  le  corps  de  batterie  dont  tous  les 
éléments  sont  constamment  en  tension  et,  d'autre  part,  les  réductions 
dont  les  éléments  débitent  moins  que  les  premiers  et  d'autant  moins 
qu'ils  sont  plus  éloignés  du  corps  de  batterie. 

Dans  ces  conditions,  il  importe  de  charger  différemment  chaque 
élément  ou  chaque  groupe  d'éléments  de  réduction  et  d'appliquer 
pour  chacun  d'eux  les  prescriptions  de  charge  indiquées  précédem- 
ment. 

Dans  les  stations  centrales  où  les  batteries  sont  un  peu  impor- 
tantes, on  tient  un  état  journalier  sur  lequel  sont  relevées  plusieurs 
fois  par  heure  les  valeurs  principales  :  intensité,  différence  de 
potentiel,  nombre  d'éléments  en  tension.  Après  chaque  décharge,  on 
compte  le  nombre  d'ampères-heures  débités  par  le  corps  de  batterie 
et  par  les  différentes  réductions.  On  tient  alors  compte  de  ces 
valeurs  pour  la  charge  suivante,  dont  on  suit  également  l'intensité, 
la  différence  de  potentiel.  On  commence  par  charger  tous  les 
éléments  qui  ont  débité  et  on  retire  du  circuit  successivement 
après  leur  charge  complète  les  différents  éléments  de  réduction. 

Prescriptions  générales  d'entretien  des  batteries.  —  Les  dépenses 
d'entretien,  qui,  par  ah,  peuvent  varier  entre  5  et  15  0/0  du  prix 
d'achat  de  la  batterie,  dépendent  dans  de  grandes  limites  des  soins 
que  l'on  donne  à  cette  batterie. 

Pour  réaliser  d'une  façon  méthodique  l'entretien,  il  est  indispen- 
sable de  relever  périodiquement  (toutes  les  semaines  par  exemple) 


Zffî  li-  Ao:rM'ijkTErR>  électbiji-es 

poar  chaque  élément  de  la  batterie  la  différeooe  de  potentiel  fin 
charge  et  fin  décharge  en  notant  Tîntensité  da  coorant  correspon- 
dante. On  notera  enraiement  de  temps  en  temps  les  densités  de 
TélectrolTte. 

Dans  les  intallations  de  la  Compagnie  des  Chemins  de  fer  du 
Nord.  M.  E.  Sa rt taux  a  (ait  installer  an  commutatear  spécial  anqael 
sont  relias  tons  les  «éléments  d'une  batterie.  L'appareil  porte  également 
an  Toltmètre  et  la  mesure  des  tensions  individaelles  se  fait  ainsi 
très  rapidement  '.  On  se  contente  quelquefois  d'établir  an  Toltmêtre 
sar  une  planchette  qu'il  suffît  de  poser  sur  an  élément  pour  établir 
les  contacts. 

L'opération  d'entretien  la  plus  élémentaire  consiste  à  maintenir  le 
niveau  du  liquide  à  sa  hauteur  normale,  soit  an  minimum  à  1  centi- 
mètre au-dessus  de  la  partie  supérieure  des  plaques.  Sans  cette 
précaution,  on  diminuerait  la  capacité  et  on  sulfaterait  les  plaques 
négatives.  Le  niveau  tend  à  baisser  par  suite  de  Tévaporation  et  de  la 
décomposition  partielle  de  l'eau  par  éleclrolyse.  On  derra  le  rétablir 
par  une  addition  d'eau  pure  faite  au  commencement  de  la  charge. 

L*addilion  d'eau  acidulée  ne  devra  être  faite qu  exceptionnellement, 
quand  la  quantité  initiale  d'acide  que  renfermait  Télément  aura 
diminué  soit  par  les  projections,  soit  par  reuTersement  accidentel. 
Dans  ces  cas  seulement,  on  pourra  être  autorisé  à  ajouter  de  l'acide 
étendu  pour  rétablir  le  niveau  et  la  densité  à  leurs  valeurs  nor- 
males, mais  toujours  après  avoir  vérifié  que  les  plaques  ne  sont  pas 
sulfatées. 

Les  indications  périodiques  ainsi  que  certaines  observations,  telles 
que  le  dégagement  gazeux  plus  ou  moins  abondant,  réchauffement, 
etc.,  permettront  de  découvrir  les  éléments  anormaux  de  la  batterie 
et  de  leur  donner  des  soins  immédiats. 

Les  principaux  accidents  qui  peuvent  survenir  sont  les  suivants  : 

a)  Courts-circuits  2.  —  Lorsque  la  différence  de  potentiel  d'un  élé- 
ment n'atteint  pas  la  valeur  normale  à  la  fin  de  la  charge  et  est 
également  inférieure  à  celle  des  autres  éléments  à  la  fin  de  la 
décharge,  c'est  un  indice  de  la  présence  des  courts-circuits  intérieurs. 

Ceux-ci  peuvent  provenir  de  la  chute  de  la  matière  active  retenue 

1.  Conférence  de  F.  Planzol  à  V Association  amicale  des  Ingénieurs  ÊUctri- 
ciens,  t.  III,  p.  îh 

2.  E.  Srhulz  a  proposé  récemment  de  découvrir  les  courts-circuits  dans  un 
accuimilateur  en  promenant  le  long  de  la  barrette  une  aiguille  aimantée  sen- 
sible, le  déplacement  de  cette  aiguille  indiquant  les  perturbations  sur\'enues  dans 
le  cours  des  lignes  de  force,  et,  par  suite,  l'endroit  des  courts-circuits. 


BATTERIES  A  POSTE  FIXE  OU  BATTERIES  STATIONNAIRES  763 

entre  les  plaques  et  touchant  à  la  fois  une  positive  et  une  négative. 
Il  suffira  dans  ce  cas  de  passer  une  baguette  ou  une  lame  isolante 
entre  les  plaques  pour  faire  tomber  cet  amas  de  matière. 

Le  court-circuit  peut  provenir  également  du  contact  accidentel 
d'une  positive  et  d'une  négative.  Ce  fait  est  souvent  causé  par  la 
déformation  d'une  positive.  Celle-ci  devra,  dans  ce  cas,  être  sortie, 
puis  redressée. 

Lorsqu'on  a  fait  disparaître  le  court-circuit,  il  suffit  en  général, 
pour  ramener  l'élément  à  l'état  normal,  de  l'enlever  du  circuit  pen- 
dant une  décharge  afin  de  lui  donner  une  charge  supplémentaire. 
Cependant,  si  les  soins  n'étaient  pas  suffisamment  immédiats,  l'élé- 
ment ayant  fonctionné  un  certain  temps  avec  un  court-circuit  inté- 
rieur, d'autres  inconvénients,  comme  la  sulfatation  des  plaques, 
pourraient  en  résulter,  nécessitant  alors  des  opérations  plus 
longues  pour  la  remise  en  service. 

b)  Sulfatation  des  plaques,  —  La  sulfatation  des  plaques  peut  se 
produire  à  la  suite  des  courts-circuits  intérieurs;  elle  se  produit 
aussi  lorsque  les  prescriptions  de  charge  et  de  décharge  n*ont  pas 
été  régulièrement  suivies,  ou  encore  lorsque  l'élément  a  été  rempli 
d'acide  trop  concentré  ou  trop  impur. 

La  sulfatation  se  révèle  par  différents  caractères  :  La  matière 
active  devient  plus  dure  ;  la  négative  ne  se  laisse  plus  traverser  par 
l'épingle,  la  positive  n'est  plus  onctueuse.  La  couleur  de  la  positive 
passe  du  brun  foncé  au  brun  clair  ;  la  négative  devient  blanchâtre. 
La  résistance  intérieure  d'un  élément  sulfaté  étant  supérieure  à  celle 
des  éléments  normaux,  la  différence  de  potentiel  de  cet  élément  est 
plus  élevée  en  charge  et  plus  basse  en  décharge  que  normalement. 
Enfin  la  sulfatation  amène  toujours  une  diminution  de  la  concentra- 
tion de  l'acide.  Lorsqu'on  a  constaté  cette  dernière,  il  faut  bien  éviter 
de  ramener  l'acide  à  sa  densité  normale,  ce  qui  aggraverait  encore 
la  sulfatation.  Pour  combattre  celle-ci,  il  faut  remplacer  l'acide  par  de 
l'eau  et  charger  lentement  l'élément.  En  pratique,  on  peut  se  con- 
tenter de  laisser  l'élément  en  circuit  pendant  la  charge  et  de  le 
couper  pendant  la  décharge  de  la  batterie.  La  désulfatation  se  pro- 
duit et  Teau  ne  tarde  pas  à  s'enrichir  d'acide.  Si,  les  plaques  étant 
très  sulfatées,  la  densité  remonte  à  plus  de  10  à  15°  B.,  il  est 
avantageux  de  remplacer  une  deuxième  fois  le  liquide  par  de  l'acide 
très  faible  (2  à  3°  B.).  On  reconnaît  que  les  plaques  sont  désulfatées 
quand  leur  aspect  et  leur  couleur  sont  devenus  normaux  et  quand 
la   densité  du  liquide  n'augmente  plus.  A  ce  moment,  on  remonte 


764  LE!S  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Tacide  à  sa  concentration  normale  et  on  remet  Télément  en  service 
après  charge  d'une  on  deux  fois  sa  capacité. 

On  a  quelquefois  préconisé  pour  la  désnlfatation  des  négatives  la 
charge  dans  un  électrolyte  renfermant  une  dissolution  de  sulfate  de 
soude. 

c)  Traoaux  périodiques  iC entretien.  —  Nous  n'avons  envisagé  dans 
les  deux  hypothèses  précédentes  que  les  opérations  d'entretien 
nécessitées  par  des  accidents.  Indépendamment  de  celles-ci,  assez 
rares  dans  une  exploitation  soignée,  il  est  des  travaux  d'entretien 
prévus  et  qu'il  faut  faire  subir  périodiquement  à  tous  les  éléments. 
C'est  ainsi  qu'on  doit  visiter  et  laver  chaque  élément.  Après  le  dé- 
montage, on  enlève  le  dépôt  de  matière  active  provenant  des  positives 
et  dont  un  amas  trop  considérable  viendrait  toucher  l'extrémité 
inférieure  des  plaques.  Les  négatives  sont  brossées  sous  un  courant 
d'eau  et  débarrassées  ainsi  des  petits  amas  de  matière  qui  ont  pu 
adhérer  à  leur  surface  et  se  réduire  en  plomb  spongieux;  le  brossage 
enlève  également  les  impuretés  qui,  comme  nous  l'avons  vu  dans 
la  première  partie,  peuvent  s'électrolyser  sur  les  négatives.  S'il  y  a 
lieu,  les  positives  sont  redressées  ;  puis  on  efiectue  le  remontage  en 
prenant  les  mêmes  précautions  que  celles  indiquées  par  la  mise  en 
service.  11  est  bon  de  s'assurer  que  l'acide  de  l'élément  est  sufQsam- 
ment  pur  pour  être  utilisé  à  nouveau  ;  dans  le  cas  contraire,  il  con- 
vient de  le  remplacer. 

Selon  les  cas,  ces  opérations  sont  effectuées  sur  toute  la  batterie  à 
la  fois,  si  le  service  de  celle-ci  peut  être  interrompu  un  temps 
suffisant,  soit  encore  élément  par  élément  si  la  batterie  doit 
rester  en  service.  Leur  fréquence  dépend  du  type  de  batterie  et  des 
conditions  d'exploitation  ;  en  moyenne  on  peut  compter  faire  une 
visite  par  année  pour  une  batterie  déchargeant  journellement  presque 
toute  sa  capacité. 

11  arrive  parfois  qu'on  est  dans  la  nécessité  d'enlever  un  élément 
du  circuit  pendant  que  le  courant  passe  dans  la  batterie.  La 
manœuvre  se  fait  très  facilement  à  l'aide  d'un  petit  commutateur 
simple.  Lorsque  les  connexions  d'élément  à  élément  sont  boulonnées, 
les  ouvriers  un  peu  exercés  font  celte  manœuvre  à  l'aide  d'un 
simple  càble.  Une  extrémité  de  ce  câble  est  fixée  au  boulon  d'un 
des  éléments  voisins  de  l'élément  à  couper;  la  connexion  avec  l'autre 
élément  voisin  est  desserrée  et  l'extrémité  libre  du  càble  est  intro- 
duite dans  le  boulon  en  même  temps  que  la  connexion  est  retirée;  il 
ne  reste  plus  qu'à  serrer  avec  la  clef.  On  retire  ensuite  la  connexion 


BATTERIES  A  POSTE  FIXE  OU  BATTERIES  STATIONNAIRES  765 

restante,  qui  isole  complètement  Télément.  Afin  de  ne  pas  provo- 
quer d'interruption  du  courant  de  la  batterie,  ou  pose  Textrémité  du 
câble  un  instant  avant  d'enlever  la  connexion  ;  on  évite  ainsi  toute 
interruption,  et  Télément  à  enlever  est  mis  en  court-circuit  pendant 
ce  faible  instant. 

d)  Remplacement  des  plaques.  —  Au  bout  d'un  certain  temps  de  ser- 
vice, il  peut  arriver  que  les  éléments  n'aient  plus  une  capacité  suffi- 
sante. Après  avoir  constaté  que  les  éléments  n'ont  pas  de  courts-cir- 
cuits, on  recherche  à  l'aide  de  l'électrode  supplémentaire,  ainsi  que 
nous  l'avons  vu  dans  la  première  partie,  quelle  électrode  limit^la  capa- 
cité. S'il  est  reconnu  que  la  baisse  de  capacité  provient  du  fait  que  les 
quadrillages  positifs  se  sont  vidés  de  leur  matière,  on  peut  procéder 
au  réempàtage  des  plaques  dans  les  mêmes  conditions  que  l'empà- 
tage  décrit  dans  la  deuxième  partie.Après  un  certain  nombre  de  réem- 
pàtages  pour  les  plaques  à  oxyde  rapporté  ou  après  un  certain  temps 
pour  les  plaques  genre  Planté  ou  pour  les  plaques  mixtes,  les  supports 
ou  quadrillages  se  (tassent,  s'usent;  on  remplace  alors  les  plaques  et 
on  vend  les  vieilles  comme  vieux  plomb.  Lorsque  la  batterie  est  en 
service  depuis  plusieurs  années,  il  y  a  souvent  à  tenir  compte  de  la 
baisse  de  capacité  des  négatives,  par  suite,  comme  on  sait,  de  la 
contraction  de  la  matière. 

On  rend  quelquefois  à  la  plaque  une  capacité  suffisante  en  la  régé- 
nérant comme  il  a  été  indiqué  dans  la  première  partie  (la  plaque  est 
peroxydée,  puis  réduite  à  nouveau).  Dans  d'autres  cas,  on  réempàte 
les  plaques  négatives.  On  utilise  aussi,  dans  certains  cas,  les  néga- 
tives comme  positives  après  peroxydation. 

e)  Entretien  des  accessoires.  —  Dans  les  batteries  à  poste  fixe, 
les  accessoires  sont  suffisamment  robustes,  et  il  n'y  a  pour  ainsi  dire 
aucun  entretien  de  ce  côté. 

Accidentellement,  il  peut  se  produire  une  fuite  à  un  bac.  Si  le  rem- 
placement du  bac  ne  peut  être  fait  immédiatement,  on  peut  boucher 
provisoirement  la  fuite  en  appliquant  à  chaud  de  la  gutta-percha,  soit 
avec  les  doigts,  soit  avec  un  fer. 

En  prévision  de  cet  accident,  il  est  bon  d'avoir  toujours  quelques 
bacs  et  accessoires  (tubes,  etc.)  de  réserve.  Dans  le  cas  des  bacs  en 
plomb  ou  en  bois  plombé  intérieurement,  la  réparation  d'une  fuite 
se  fait  aisément  à  la  soudure  autogène. 

f)  Précautions  à  prendre  lorsque  les  batteries  doivent  rester  long- 
temps inutilisées.  —  Le  cas  se  présente  quelquefois  de  batteries  ne 
devant  être  utilisées  qu'une  partie  de  l'année.  Le  meilleur  procédé 


7ri6  LES  ACCl-MCLATEmS  ÉLBCTIUQCES 

poar  la  conserration  des  plaqacs  consiste  à  démoiiter  la  batterie  après 
une  charge  complète  et  à  conserver  les  négatiTes  dans  des  bacs  rem- 
plis dean  et  les  positives  à  Tétat  sec,  à  Tair.  On  peut  s'arranger  poar 
faire  coïncider  ce  démontage  avec  une  visite  périodique  de  la  bat- 
terie. 

Cependant  on  préfère  souvent,  poar  ne  pas  être  astreint  k  eOec- 
taer  spécialement  an  démontage  et  an  remontage,  laisser  la  batte- 
rie montée  el  remplacer  simplement  son  acide  par  de  Tacide  très 
faible  3"*  B.  environ  .  Avant  da  laisser  au  repos  la  batterie,  on  doit 
la  charger  complètement  dans  cet  acide  faible.  Si  Tinatilisation  doit 
darer  plusieur5  mois,  il  faut  donner  de  temps  en  temps  (par  exemple 
une  fois  tous  les  deux  mois  une  charge  complète  à  régime  lent 
(moitié  du  régime  normal,  ou  au  maximum  le  régime  normal).  Pour 
remettre  en  service,  il  suffit  ensuite  de  donner  une  nouvelle  charge 
à  régime  lent,  puis  de  remplacer  le  liquide  par  Télectrolyte  normal 
et  de  charger  une  à  deux  fois  la  capacité. 

Dans  des  cas  spéciaux,  la  batterie,  tout  en  restant  inutilisée,  doit 
être  capable  d'assurer  un  petit  service  à  un  moment  quelconque.  La 
batterie  doit  donc  rester  montée,  et  son  électrolyte  ne  peut  être 
remplacé  par  de  Tacide  à  3""  B.,  qui  ne  permettrait  pas  le  débit.  On  se 
contente  alors  de  baisser  le  plus  possible  la  concentration  de  Tacide 
selon  la  capacité  que  Ton  est  appelé  à  demander  à  la  batterie  (15*  B., 
par  exemple).  Dans  ces  conditions,  indépendamment  de  la  charge 
que  Ton  doit  fournir  après  chaque  débit,  il  convient  de  charger  com- 
plètement la  batterie  à  régime  lent,  au  moins  une  fois  par  mois  (plus 
souvent  si  la  batterie  avait  des  actions  locales  un  peu  importantes). 
Pour  la  remise  en  route,  on  opérerait  comme  précédemment. 

Dans  les  deux  dernières  hypothèses,  il  faut  veiller  à  maintenir  le 
niveau  du  liquide  dans  les  bacs. 

g)  Résistance  d isolement  des  batteries.  —  Une  batterie  neuve, 
soigneusement  montée,  présente  en  général  un  isolement  assez  élevé. 
Mais  la  présence  de  Tacide  sulfurique,  les  renversements  acciden- 
tels ou  simplement  les  projections  dues  aux  bulles  gazeuses  ne 
tardent  pas  à  faire  baisser  celui-ci.  Dans  les  installations  impor- 
tantes, à  tension  élevée  (500  volts  par  exemple),  il  est  bon  de  vérifier 
de  temps  en  temps  l'isolement  et  de  prendre  les  mesures  nécessaires 
à  son  amélioration,  si  la  valeur  trouvée  est  trop  faible. 

La  méthode  la  plus  simple  à  employer  pour  mesurer  la  résis- 
tance d'isolement  par  rapport  à  la  terre  est  celle  connue  sous  le  nom 
de  méthode  du  voltmètre.  On  prend  un  voltmètre  de  résistance 


BATTERIES  A  POSTE  FIXE  OU  BATTERIES  STATIONiNAIRES  767 

connue  R  et  de  tension  correspondante  à  celle  de  la  batterie.  On 
mesure  d'abord  la  tension  au3^  bornes  de  la  batterie,  et  on  trouve 
par  exemple  n  volts.  Reliant  ensuite  un  des  pôles  du  voltmètre  à  la 
terre  (prise  d'eau  par  exemple),  on  mesure  la  différence  de  potentiel 
entre  chacun  des  pôles  de  la  batterie  et  la  terre,  et  on  trouve  les  deux 
valeurs  n'  et  rC,  On  démontre  facilement  que  la  résistance  d'isole- 
ment X  cherchée  a  pour  valeur  : 


\n  -h  n  ; 


Bien  entendu,  cette  mesure  se  fait  en  débranchant  complètement 
les  câbles  qui  relient  la  batterie  au  tableau. 

Dans  une  autre  méthode  plus  précise,  on  emploie  un  galvanomètre 
avec  ses  shunts,  une  boîte  de  piles  et  une  résistance  connue.  On 
constitue  d'abord  un  circuit  à  Taide  de  ces  trois  appareils  et  on  lit  la 
déviation  a  pour  un  pouvoir  multiplicateur  m  du  shunt.  On  a  évidem- 
ment, en  appelant  E  la  force  électromotrice  delà  botte  de  piles,  Rla 
résistance  connue  et  k  une  constante  : 

km.  =  g. 

On  peut  en  effet  négliger  les  autres  résistances  (galvanomètre, 
piles)  devant  R,  qui  peut  être  pris  égal  à  100.000  ohms. 

Reliant  ensuite  un  pôle  du  galvanomètre  à  un  point  de  la  batterie 
dont  on  veut  mesurer  Tisolement,  on  réunit  Tautre  à  une  extrémité 
de  la  boîte  de  piles,  l'extrémité  libre  de  celle-ci  étant  en  communica- 
tion avec  la  terre.  On  lit  alors  une  nouvelle  déviation  a  correspon- 
dant à  un  pouvoir  multiplicateur  m\  On  a  alors  : 

km  a!  = > 


en  appelant  e  la  différence  de  potentiel  existant  entre  le  point  de  la 
batterie  en  communication  avec  la  boîte  de  piles  et  le  point  où  réside 
le  défaut  d*isolement,  et  x  la  résistance  d'isolement. 

Comme  e  n'est  pas  connu,  on  fait  une  troisième  lecture  en  mettant 
à  la  terre  le  pôle  du  galvanomètre,  qui  était  relié  à  la  batterie,  et 
à  la  batterie  le  pôle  de  la  boîte  de  piles,  qui  était  relié  à  la  terre.  Il 
vient  évidemment,  en  appelant  m"  et  a'  les  nouvelles  valeurs  : 


768  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

De  ces  deux  dernières  équations,  on  déduit  : 


X 


et,  en  divisant  terme  à  terme  parla  première  équation  pour  éliminer 
k  et  E,  on  trouve  pour  la  résistance  d'isolement  : 


j:  =  2R- 


Pour  localiser  le  défaut,  on  enlève  les  connexions  de  façon  à  frac- 
tionner la  batterie  et  on  détermine  la  résistance  d'isolement  de 
chaque  fraction.  Quand  le  défaut  est  localisé,  on  examine  Télément, 
on  le  démonte  au  besoin.  On  s'aperçoit  ainsi  parfois  que  le  bac  fuit 
légèrement  ;  on  le  remplace  alors.  Si  le  bac  ne  fuit  pas,  on  le  lave  et 
on  le  sèche  convenablement  à  l'extérieur,  on  lui  donne  une  couche 
de  goudron,  ou  de  peinture  ou  vernis  inattaquable,  et  on  nettoie  ses 
isolateurs. 

Le  nettoyage  des  isolateurs  (isolateurs  de  chantiers  et  isolateurs 
de  bacs)  est  d'ailleurs  une  opération  que  l'on  doit  faire  régulière- 
ment. II  en  est  de  même  pour  le  nettoyage  extérieur  des  bacs. 


CHAPITRE  II 


INSTALLATIONS  AVEC  BATTERIES  A  POSTE  FIXE 


Tableaux  de  distribution  et  diagrammes  d'installation.  —  L'emploi 

d'une  batterie  d'accumu-  

lateurs  dans  une  installa-     — 2;- 

lion  nécessite  la  présence 
d'appareils  spéciaux  que 
nous  devons  étudier. 

D'une  manière  géné- 
rale, le  tableau  de  distri- 
bution doit  être  disposé 
de  façon  à  réaliser  les 
différentes  combinaisons 
suivantes  : 

1°  Charge  de  la  bat- 
terie ; 

2®  Alimentation  du  ré- 
seau de  distribution  par 
la  batterie  seule  ; 

3^  Alimentation  du  ré- 
seau de  distribution  par 
la  dynamo  seule; 

4'*  Alimentation  du  ré- 
seau de  distribution  par 
la  batterie  et  la  dynamo 
fonctionnant  en  parallèle. 

La  figure  496*  repré- 
sente un  modèle  de  ta- 
bleau de  distribution 
ainsi  que  le  schéma  d'une  installation  permettant  de  réaliser  ces 

1.  Montpellier,   les  Accumulateurs  électriques,  p.  S6. 

49 


Fio.  496.  —  Tableau  de  distribution. 


770  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

combinaisons.  Dans  cette  figure,  la  batterie  est  en  charge  :  partant 
da  pôle  positif  de  la  dynamo,  le  courant  arrive  à  la  borne  D  -f-^  in- 
verse le  plomb  fusible  /*,  le  commutateur  C  «  en  position  I  et  arrive 
au  conjoncteur-disjoncteur  D,que  nous  décrirons  plus  loin.  Le  but  de 
cet  appareil  est  de  couper  le  circuit,  lorsque  la  tension  de  la 
machine  de  charge  devient  accidentellement  plus  faible  que  celle  de 
la  batterie,  et  de  le  rétablir  automatiquement  quand  elle  redevient 
supérieure  à  cette  dernière.  Après  D,  le  courant  traverse  Tampè- 
remètre  A,  pour  se  rendre  au  réducteur  R  et  de  là  au  pôle  positif  de 
la  batterie  dont  le  pôle  négatif  est  relié  directement  au  pôle  négatif 
de  la  dynamo.  Le  voltmètre  V,,  muni  d'un  interrupteur  i^,  permet 
de  mesurer  la  tension  de  la  dynamo. 

Lorsqu'on  veut  alimenter  le  réseau  par  la  batterie  seule,  on  enlève 
la  fiche  du  disjoncteur,  on  place  le  commutateur  C|  en  position  2  et 
Cji  en  position  3.  Le  courant,  partant  alors  du  pôle  positif  de  h 
batterie,  traverse  le  réducteur  R,  Tampèremètre  Aj,  le  commuta- 
teur Cj,  le  plomb  fusible  f  et  arrive  à  la  borne  C  -j-en  relation  avec 
un  pôle  du  réseau  ;  Tautre  pôle  du  réseau  est  en  communication  directe 
avec  le  pôle  négatif  de  la  batterie.  Le  voltmètre  V,,  muni  de  son 
interrupteur  t ,,  permet  la  mesure  de  la  diiïérence  de  potentiel  aux 
bornes  de  la  batterie. 

Si  Talimentation  du  réseau  doit  être  assurée  avec  la  dynamo  seule, 
on  place  les  commutateurs  C,  en  position  3,  et  C^  en  position  1.  De 
la  borne  D  -|-i  1^  courant  de  la  dynamo  arrive  au  commutateur  C,, 
puis  à  Tampèremètre  Ap  d'où  il  se  rend  au  commutateur  C^,  le 
réducteur  R  étant  placé  sur  le  plot  nul;  le  courant  traverse  ensuite 
le  fusible  f  et  se  rend  par  la  borne  C  -j-  ^  ^^^  ^^^  pôles  du  réseau, 
Tautre  pôle  étant  en  communication  directe  avec  le  négatif  de  la 
dynamo. 

Enfin,  lorsque  la  dynamo  et  la  batterie  doivent  débiter  en  parallèle 
sur  le  réseau,  on  remet  la  fiche  du  disjoncteur,  et  on  place  C|  dans  la 
position  i  et  C^  dans  la  position  3. 

Le  courant  de  la  dynamo,  arrivant  au  réducteur  R,  rencontre  en  ce 
point  celui  venant  de  la  batterie,  et  le  courant  total,  passant  par 
l'ampèremètre  A^,  le  commutateur  C^,  le  plomb  fusible  ^  et  la 
borne  G  +,  se  rend  au  réseau. 

Des  dispositions  spéciales  sont  introduites  dans  les  différents  cas 
particuliers  ;  mais  Userait  trop  long  de  les  examiner  successivement, 
et  nous  nous  bornerons  ici  à  la  description  générale  que  nous  venons 
d'examiner. 


INSTALLATIONS  AVEC  BATTERIES  A  POSTE  FIXE  lli 

Sur  la  chargd  des  batteries.— a)  Choix  des  machines  dynamo-eUc- 
triques,  —  Les  machines  qui  conviennent  le  mieux  à  la  charge  des 
batteries  sont  les  dynamos  à  excitation  shunt.  Àveo  les  dynamos  à 
excitation  série,  en  effet,  il  y  a  toujours  lieu  de  craindre  une  inversion 
de  polarité  lorsque  la  vitesse  de  la  machine,  ralentissant  acciden- 
tellement, la  tension  de  celle-ci  devient  inférieure  à  celle  de  la 
batterie.  La  batterie  décharge  alors  dans  la  dynamo  qui  s'inverse 
de  polarité,  et  cette  inversion  de  polarité  persiste  même  lorsque 
la  vitesse  revient  à  sa  valeur  normale.  A  ce  moment  le  courant 
devient  très  élevé,  puisque  la  dynamo  et  la  batterie  débitent  en  ten- 
sion sur  un  circuit  de  résistance  très  faible,  et  on  risque  de  brûler  la 
dynamo  et  de  détériorer  les  accumulateurs. 

Avec  les  machines  à  excitation  en  dérivation,  cet  accident  ne 
peut  se  produire,  puisque  le  courant  d'excitation  conserve  toujours  le 
même  sens,  que  le  courant  dans  Tinduit  prenne  le  sens  du  courant  de 
charge  de  la  batterie  ou  le  sens  inverse  du  courant  de  décharge 
de  la  batterie  dans  la  dynamo.  Dans  ces  conditions,  si  on  suppose  une 
diminution  de  la  vitesse  de  la  machine,  telle  que  la  tension  de  celle-ci 
devienne  momentanément  inférieure  à  celle  de  la  batterie,  il  y  aura 
pendant  ce  temps  décharge  de  la  batterie  ;  mais  la  charge  repren- 
dra aussitôt  que  la  vitesse  sera  redevenue  normale.  Nous  verrons 
d'ailleurs,  un  peu  plus  loin,  qu'il  est  possible  d'éviter  la  décharge 
momentanée  des  accumulateurs  en  disposant  un  disjoncteur  dans 
le  circuit  de  charge. 

Dans  certains  cas  cependant,  il  est  possible  d'utiliser  les  dynamos 
à  excitation  série  en  disposant  aux  bornes  de  cette  excitation  série 
un  circuit  comprenant  un  ou  deux  accumulateurs  et  une  résistance. 
Ce  circuit  dérivé  étant  réglé  pour  que  les  accumulateurs  restent  à 
Tétat  neutre  pour  une  intensité  normale  de  charge,  on  comprend 
qu'il  n'y  aura  jamais  inversion  de  polarité  ;  si  la  machine  ralentis- 
sant de  vitesse  possède  momentanément  une  tension  inférieure  à  la 
batterie,  il  y  aura  simplem3nt  décharge  des  éléments  en  dérivation 
sur  l'excitation  série,  et  le  courant  dans  celle-ci  gardera  toujours  le 
môme  sens,  variant  seulement  d'intensité,  dans  de  faibles  limites 
d'ailleurs,  grâce  à  la  faible  différence  de  tension  des  éléments  en 
charge  ou  en  décharge. 

Les  inconvénients  signalés  pour  les  dynamos  à  excitation  série  se 
retrouvent  dans  celles  à  excitation  compound,  et  ce  que  nous  avons  dit 
de  celles-là  s'applique  également  à  celles-ci.  Cependant  on  peut  faire 
usage  de  dynamo  compound  pour  la  charge  des  batteries  en  suppri- 


772  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES    . 

mant  l'enroulement  série;  la  machine  travaille  alors  coinme  une 
dynamo  shunt. 

Celte  modification  n'est  guère  possible  que  lorsque  la  machine 
compound  a  son  excitation  shunt  très  prédominante.  Sans  cela,  non 
seulement  on  diminue  dans  de  grandes  limites  la  tension  et  la  puis- 
sance de  la  machine,  mais  encore  il  est  difficile  d'éviter  les  étincelles 
au  collecteur. 

Lorsqu'on  fait  la  charge  à  potentiel  constant,  il  peut  être  avanta- 
geux d'utiliser  une  machine  compound  qui  ne  demande  presque  pas 
de  surveillance,  puisque  Tintensité  décroît  alors  automatiquement. 
Même  lorsqu'on  fait  usage  de  disjoncteurs  automatiques,  il  faut 
prendre  certaines  précautions,  au  moment  de  la  mise  en  route,  pour 
ne  pas  risquer  d'inverser  les  pôles  de  la  machine. 

La  dynamo,  passant  en  effet  brusquement  de  la  marche  à  vide  à 
la  pleine  charge,  ralentit  de  vitesse,  et  sa  tension  peut  alors  devenir 
inférieure  à  celle  de  la  batterie. 

Pour  éviter  cet  accident,  on  peut  faire  débiter  la  dynamo  à  pleine 
charge  sur  des  résistances  et  substituer  ensuite,  à  l'aide  d'un  commu- 
tateur à  deux  directions,  la  batterie  aux  résistances. 

M.  Aliamet  a  proposé  de  shunter  à  Taide  d'une  fiche  l'enroulement 
série,  puis  de  régler  le  rhéostat  de  l'excitation  shunt  de  façon  à  obte- 
nir de  la  dynamo  une  tension  supérieure  à  celle  de  la  batterie.  On 
ferme  alors  le  circuit,  puis  on  retire  la  fiche  et  on  règle  la  résistance 
d'excitation  shunt,  de  manière  à  obtenir  la  différence  de  potentiel 
nécessaire. 

Avec  les  dynamos  shunt,  qui  sont  les  plus  employées,  la  mise  en 
charge  d'une  batterie  se  fait  très  simplement.  On  s'assure  d'abord 
des  pôles  respectifs  de  la  batterie  et  de  la  dynamo.  Cette  opération 
peut  s'effectuer  à  l'aide  des  indicateurs  électromagnétiques,  basés 
sur  les  déviations  de  l'aiguille  aimantée,  soit  encore  à  l'aide  des 
indicateurs  liquides  :  solutions  qui,  par  électrolyse,  donnent  des  pro- 
duits colorés  à  un  pôle.  Un  tel  indicateur  peut  être  constitué  simple- 
ment par  deux  fils  de  plomb  plongeant  dans  l'acide  sulfurique.  Le 
fil  relié  au  pôle  positif  devient  rapidement  brun.  On  peut  aussi 
prendre  un  tube  de  verre  fermé  à  ses  extrémités  par  des  bouchons 
dans  lesquels  passent  deux  fils  de  platine.  On  remplit  le  tube  d'une 
solution  d'un  sel  alcalin  (sulfate  de  soude  ou  de  potasse  par  exemple) 
additionnée  de  quelques  gouttes  d'une  solution  de  phtaléinedu  phé- 
nol dans  Talcool.  Dans  ces  conditions,  Télectrolyse  formant  la  base 
libre  au  pôle  négatif,  il  y  a  coloration  rouge  violet  à  ce  pôle.  Le 


INSTALLATIONS  AVEC  BATTERIES  A  POSTE  FIXE  773 

même  liquide  sert  indéSnîment,  la  coloration  disparaissant  pendant 
le  repos  par  suite  de  la  recombinaison  de  la  base  avec  lacide.  Enfin 
on  emploie  souvent  aussi  le  papier-pôle,  qui  est  l'indicateur  le  plus 
pratique.  Ce  papier  se  prépare  aisément  en  imbibant  une  feuille  de 
papier  buvard  de  la  solution  précédente  et  en  faisant  sécher.  On 
mouille  légèrement  les  feuilles  avant  de  s'en  servir  et  on  y  applique 
les  deux  conducteurs;  la  tache  rouge  indique  le  pôle  négatif. 

Le  papier  au  ferrocyanure,  impressionné  et  lavé,  peut  servir  éga- 
lement d'indicateur  de  pôle  (A.  Soulier). Ce  papier,  de  couleur  bleue, 
est  légèrement  mouillé,  puis  mis  en  contact  avec  les  deux  pôles;  au 
pôle,  négatif,  il  se  produit  une  tache  blanche,  la  potasse  décompo- 
sant le  ferrocyanure  ferrique.  On  augmente  la  sensibilité  de  ce  papier 
en  rimprégnant  de  sulfate  de  potasse. 

Les  pôles  ayant  été  reconnus,  on  groupe  la  dynamo  et  la  batterie 
de  façon  à  les  mettre  en  opposition.  On  ne  doit  fermer  le  circuit 
que  lorsque  la  tension  de  la  dynamo  est  égale  à  celle  de  la  batterie. 
A  ce  moment,  il  ne  passe  aucun  courant;  on  règle  ensuite  le  cou- 
rant de  charge  à  sa  valeur  normale  en  augmentant  la  tension  de  la 
dynamo  par  réglage  de  son  excitation. 

L'intensité  normale  de  charge  des  batteries  pour  la  charge  à 
intensité  constante  est  toujours  donnée  par  les  constructeurs.  Noua 
avons  indiqué  ces  valeurs  dans  les  descriptions.  D'une  façon  géné- 
rale, on  peut  prendre  comme  intensité  massique  0,75  ampère  par 
kilogramme  de  plaques.  Cette  valeur  permet  de  déterminer  Tin- 
tensité  que  doit  donner  la  dynamo. 

Pour  calculer  la  tension  de  celle-ci,  il  faut  se  rappeler  que  la 
différence  de  potentiel  d'un  accumulateur  à  la  fin  de  la  charge  atteint 
en  moyenne  2,5  volts  (Voir  la  V^  partie).  Dans  le  cas  d'une  batterie 
devant  donner  120  volts,  nous  avons  vu  qu'il  est  nécessaire  de  prendre 
67  éléments.  La  dynamo  devra  donc  pouvoir  donner  : 

67  .  2,5  ==  168  volts. 

Si  la  dynamo  doit  pouvoir,  à  un  moment  donné,  alimenter  seule 
le  réseau,  on  voit  que  son  excitation  doit  être  calculée  de  façon  à 
permettre  une  variation  entre  i20  et  168  volts. 

Comme  il  est  difficile  d'obtenir  une  marche  parfaite  dans  ces 
deux  cas  et  d'éviter  la  production  d'étincelles,  on  a  proposé  quel- 
quefois de  faire  varier  la  vitesse  de  la  machine  ;  mais  une  marche  à 
deux  vitesses  complique  les  transmissions.  Actuellement,  on  sait 


774 


LES  ACCUMUIJVTEURS  ÉLECTRIOUES 


construire  des  dynaiïios  fonctionnaat  parfaitement  dans  les  deux 
conditions  :  charge  de  la  batterie  ou  éclairage  direct.  On  prend 
une  machine  capable  de  donner  Tintensité  maxima  sous  la  tension 
maxima.  On  évite  la  production  des  étincelles  en  faisant  travailler 
dans  les  deux  cas  les  inducteurs  au  delà  du  coude  de  la  courbe 
d'induction  ;  celle-ci  doit  donc  monter  lentement  au  delà  du  coude  et 
n'être  pas  horizontale. 

h)Survolteur  de  charge, —  Au  lieu  d'utiliser  une  machine  sous  deux 
tensions  différentes,  on  peut  également  faire  usage  d'une  machine 


Fio.  497.  —  Schéma  de  charge  avec  survolteur. 


marchant  toujours  à  tension  constante  (l!^0  volts  par  exemple)  et 
placer  en  tension  avec  celle-ci,  dans  le  cas  de  la  charge  de  la  bat- 
terie, une  petite  dynamo  auxiliaire  (survolteur),  dont  on  peut  faire 
-  varier  la  tension  de  façon  à  obtenir  une  tension  totale  pouvant 
atteindre  168  volts. 

Cette  solution  est  préférée  dans  les  stations  centrales  ou  encore 
dans  le  cas  d'installations  déjà  existantes  que  l'on  veut  compléter 
par  l'adjonction  d'une  batterie.  La  figure  497  représente  le  schéma 
du  moulage  ordinairement  employé.  G  est  la  génératrice;  B,  le  sur- 
volteur; S^,  Sj,  S3,  S,,  des  interrupteurs,  et  S,,  le  réducteur  de  la 
batterie.  Le  survolteur  est  à  excitation  shunt  ;  sa  tension  se  règle  à 
l'aide  du  rhéostat  d'excitation  H.  Pendant  la  charge  de  la  batterie, 
la  génératrice  G  fonctionnant  à  120  volts  peut  assurer  le  service 
(lampes  L)  et  charger  la  batterie  dans  le  circuit  de  laquelle  se  trouve 
l'induit  du  survolteur,  branché  de  façon  à  être  en  tension  avec  la 
génératrice  G,  c'est-à-dire  en  opposition  avec  la  batterie. 

On  actionne  en  général  ce  survolteur  à  l'aide  d'un  moteur  élec- 
trique, placé  directement  sur  le  réseau  de  distribution  et  excité  en 
dérivation* 

Le  survolteur  doit  être  construit  de  manière  à  supporter  l'intensité 


INSTALIJ^TIONS  AVEC  BATTERIES  A  POSTE  FIXE  775 

maxima  de  charge  de  la  batterie.  Sa  tension  maxima,  dans  l'exemple 
choisi  ici,  doit  atteindre  : 

168  —  120  =  48  volts. 

Ces  deux  valeurs  permettent  de  déterminer  la  puissance  maxima 
et,  par  suite,  de  calculer  le  groupe  survolteur  et  moteur. 

Dans  les  conditions  normales,  le  survolteur  ci-dessus  fonctionnera 
entre  48  volts  (limite  maxima)  et 

67  .  2,1  —  120  =  20  volts 

(limite  minima),  2,i  exprimant,  comme  on  sait,  la  tension  moyenne 
d'un  élément  au  début  de  la  charge. 

Le  schéma  de  la  figure  497  n'indique  pas  de  disjoncteur  dans  le 
circuit  de  charge;  mais  il  est  indispensable  d'en  introduire  un  pour 
les  raisons  indiquées  précédemment. 

Ajoutons  ici  que,  dans  certaines  installations,  on  a  profité  de  la 
présence  d'un  survolteur  pour  supprimer  les  éléments  de  réduction. 
Pendant  la  décharge  de  la  batterie,  le  survolteur  est  alors  disposé  en 
tension  avec  celle-ci,  et  on  augmente  simplement  son  excitation 
shunt  pour  compenser  la  baisse  progressive  de  tension  de  la  batterie 
en  décharge.  Pour  une  tension  de  distribution  de  120  volts,  on  aura 

alors: 

120      . .  ... 

—  =  .')/  élémentiB 

-*»l 

et  le  survolteur  fonctionnera  entre  0  et. 

120  —  r)7.1,8  =  18  volts. 

Comme  l'intensité  de  décharge  peut  être  beaucoup  plus  élevée  que 
celle  de  charge,  tandis  qu'au  contraire  la  tension  maxima  que  doit 
donner  le  survolteur  pendant  la  décharge  est  beaucoup  inférieure  à 
celle  de  charge,  on  fait  quelquefois  usage  de  deux  survolteurs  fonc- 
tionnant en  tension  pendant  la  charge  de  la  batterie  et  en  dérivation 
pendant  sa  décharge.  La  suppression  des  éléments  de  réduction  ne 
se  fait  pas  cependant  sans  certains  inconvénients,  car  la  batterie, 
rendue  solidaire  d'une  machine  à  mettre  en  route,  perd  sa  précieuse 
qualité  de  secours  immédiat. 

c)  Charge  des  batteries  par  parties, —  Lorsqu'on  se  trouve  en  pré- 
sence d'une  petite  installation  possédant  une  génératrice  de  tension 


776  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

juste  suFfisante  pour  alimenter  le  réseau,  Tadjonction  d'un  survol- 
teur  n'est  pas  toujours  acceptable  à  cause  des  frais  supplémentaires 
qu'elle  entraîne,  et  aussi  de  la  nécessité  d'avoir  à  surveiller  de  nou- 
veaux organes  e;n  mouvement. 

Une  solution  souvent  employée  alors  consiste  à  sectionner  la  bat- 
terie en  deux  parties  travaillant  en  tension  à  la  décharge  et  en  déri- 
vation à  la  charge.  Pendant  cette  dernière  opération,  il  importe  de 
disposer  un  ampèremètre  et  un  rhéostat  dans  le  circuit  de  chacune 
des  demi-batteries.  La  pratique  qui  consiste  à  grouper  en  parallèle 
ces  deux  demi-balteries  et  à  charger  l'ensemble  à  une  intensité 
égale  à  deux  fois  l'intensité  normale  est  à  combattre,  car  il  n'y  a 
jamais  identité  absolue  entre  les  deux  parties  de  la  batterie,  et  la 
répartition  du  courant  se  fait  inégalement. 

Quoi  quUl  en  soit,  ce  procédé  très  simple  est  déplorable  au  point 
de  vue  du  rendement  de  l'installation.  En  effet  supposons  une  batte- 
rie de  66  éléments  destinée  à  un  réseau  fonctionnant  à  i20  volts  au 
départ.  Pendant  la  charge,  le  rhéostat,  mis  en  tension  avec  chaque 
demi-batterie,  devra  absorber  en  pure  perte  une  puissance  égale  à 
(120  —  33 . 2,35)  1  watts,  I  étant  l'intensité  normale  de  charge  de  la 
batterie  et  2,35  volts  représentant,  comme  on  sait,  la  différence  de 
potentiel  moyenne  d'un  élément  pendant  la  charge.  Cette  perte  de 
puissance  est  donc  de  42,5  I  watts  par  demi-batterie,  ou  de  85  I 
watts  pour  la  batterie  totale,  dont  la  charge  n'exigerait  réellement 
que  ^,35 .  66 1  watts,  soit  155  I  watts. 

La  puissance,  et  par  suite  l'énergie  gaspillée,  représente  donc 

environ  les 

85         ._ 

TZZ  =  0,.).) 

de  l'énergie  utilisée  pour  la  charge. 

Beaucoup  plus  recommandable  est  le  procédé  qui  consiste  à  grou- 
per pour  la  charge  2/3  des  éléments  de  la  batterie,  les  combinaisons 
pouvant  être  effectuées  entre  chaque  tiers.  Il  n'y  a  plus  alors  qu'un 
circuit  avec  une  résistance  pour  le  réglage. 

L'avantage  de  cette  disposition  sur  la  précédente  résulte  d'une 
perte  moindre  d'énergie.  Dans  le  cas  de  66  éléments,  en  effet,  la 
.  charge  s'effectuera  sur 

— ^  =z  44  éléments 
toujours  en  tension.  La  perte  en  puissance  dans  la  résistance  devient 


INSTALIATIONS  AVEC  BATTERIES  A  POSTE  FIXE  '777 

(120  —  44.2,35)  I,  soit  16,6  I  watts.  Comme  la  durée  totale  de  la 
charge  sera,  dans  ce  cas,  1,5  fois  celle  de  chaque  tiers  de  batterie, 
le  rapport  de  la  perte  d'énergie  à  Ténergie  utilisée  pour  la  charge 
deviendra  : 


16,6  .  i,r» 
66  .  2,35 


z=:0,16. 


On  remarquera,  en  outre,  que  la  puissance  utilisée  pour  la  charge 
sera  deux  fois  plus  grande  dans  le  premier  cas  que  dans  le  second. 


Fio.  498.  —  Commutateur  A.  Lowit. 

On  construit  actuellement  des  commutateurs  permettant  d'effec- 
tuer simplement  les  différentes  combinaisons  pour  la  charge  par 
deux  tiers  à  la  fois.  La  figure  498  représente  le  type  Arthur  Lowit  \ 
construit  par  la  Société  P.  Meyer,  de  Berlin. 

Cet  appareil  est  un  commutateur  à  trois  branches,  qui  réalise  les 
quatre  groupements  suivants  : 

Position  1  —  les  3  tiers  de  la  batterie  sont  en  tension  pour  la  décharge  ; 
Position  2 —  les  2  tiers  II  et  III  sont  en  tension  pour  la  charge; 
Position  3  —  les  2  tiers  I  et  III  sont  en  tension  pour  la  charge  ; 
Position  4  —  les  2  tiers  I  et  II  sont  en  tension  pour  la  charge. 


1.  Zeilschrift  f.  Eleklrolechn.,  t.  XVllI,  p.  503;  14  octohre  1900. 


778 


LES  AOCt'lilULATEURS  ELECTRIQUES 


La  figure  499  montre  ladîsposilîoa  schématiqoe.  Dans  cbacan  des 
cas,  le  circuit  est  fermé  de  la  façon  saivante  : 

Position  I \-  III.  a.  A,  b,  -^  Réseau,  —  Résean,  r,  C,  rf,  Z,  —  I,  -^  L 

—  II.  -^  II.  e.  B,  A  -  1". 

Position  2  —  -r  Réseau,  6,  A,  a,  -f-  Hl,  —  III,  f,  B,  e,  +  II,  —  II,  y.  A. 
C,  I,  W,  —  Réseau. 

Position  3 Réseau.  6,  A,  a,  -r  III-III,  f.  B,  g.  -^  U  —  I,  Z,  if,  *, 

C.  I,  W,  —  Réseau. 

Position  i h  Réseau,  6,  A,  e,  +  II,  —  II,  -f  I,  —  ï,  Z,  rf,  *,  C,  î,  W, 

—  Réseau. 

Chaque  tiers  de  la  batterie  est  ainsi  diar^  en  deox  fois.  La 
manœuvre  se  fait  très  simplement  ;  si  on  connaît  le  temps  de  charge 


Pàsjt/onî  Dêcha/ye 
.    2  CharaeHuIir 

.   3     I  lum 

,     ^      ,    luJT 


•f  Réieau 


:|i^îJiri.ll.I.^;..L|,;,^!.!,l,|,!,|.|._|.|,|,|,|,l^^ 

I  H  m 

FiG.  4'Jî>.  —  Disposition  schématique  du  commutateur  A.  Lowit. 


des  éléments,  il  suffit  alors  de  laisser  le  commutateur  dans  chacune 
des  positions  2,  3  et  4  pendant  la  moitié  de  ce  temps.  Si  on  prend 
comme  indice  de  fin  de  charge  la  différence  de  potentiel,  on  fait  la 
manœuvre  périodiquement,  toutes  les  demi-heures,  par  exemple. 


Appareils  spéciaux  nécessités  par  la  présence  d'une  batterie.  — 

a)  Disjoncteurs  automatiques.  —  Nous  avons  vu  que  le  circuit  de 


INSTALLATIONS  AVEC  BATTERIES  A  l'OSTE  FIXE 


i79 


charge  d'une  batterie  doit  toujours  renfermer  un  disjoncteur  auto- 
matique dont  la  mission  est  de  couper  le  circuit  lorsque  le  courant 
de  charge  devient  nul  et,  par  suite,  d'éviter  une  décharge  acciden- 
telle de  la  batterie  dans  la  dynamo.  Cet  accident  pourrait  arriver  en 
effet  lors  de  toute  diminution  accidentelle  de  la  vitesse  de  la  dy- 
namo. Dans  les  ateliers  où  la  dynamo  est  actionnée  par  la  trans- 
mission générale,  elle  marche  à  vitesse  très  irrégulière  et,  au 
moment  du  démarrage  de  machines-outils,  la  vitesse  peut  n'être 
plus  suffisante  pour  donner  à  la  dynamo  une  force  électromotrice 
supérieure  à  celle  de  la  batterie.  Une  chute  ou  un  simple  glis- 
sement de  courroie,  une  fausse 
manœuvre,  etc.,  pourraient  pi^ovo- 
quer  le  même  accident. 

Les  disjoncteurs  automatiques 
sont  de  deux  sortes:  dans  les  uns, 
la  fermeture  du  circuit  se  fait  par 
l'intermédiaire  du  mercure;  dans 
les  autres,  les  contacts  sont  assurée 
à  l'aide  de  balais  métalliques.  Les 
premiers  sont  uniquement  employés 
dans  le  cas  des  petites  et  moyennes 
intensités  de  courant. 

La  figure 500  représente  un  modèle  simple  de  disjoncteur  à  mer- 
cure construit  par  la  maison  Genteur.  H  comprend  un  électro- 
aimant dont  l'enroulement  est  traversé  parle  courant  de  charge.  Un 
levier,  mobile  autour  d'un  axe,  porte  à  une  de  ses  extrémités  une 
tige  en  fer  qui  peut  venir  plonger  dans  un  godet  de  mercure  et  assu-r 
rer  ainsi  la  fermeture  du  circuit  ;  à  l'autre  extrémité,  le  levier  porte 
un  contrepoids  réglable  qui,  au  repos,  tend  à  maintenir  ce  levier 
dans  la  position  de  la  figure. 

Le  disjoncteur  étant  introduit  par  ses  deux  bornes  dans  le  circuit 
de  charge  de  la  batterie,  pour  fern\er  le  circuit  de  charge  (lorsque 
la  machine  possède  une  force  électromotrice  légèrement  supérieure 
à  celle  de  la  batterie)  on  abaisse  le  levier  de  façon  à  faire  plonger 
la  tige  de  fer  dans  le  mercure  du  godet.  Le  courant  de  charge  pas- 
sant aimante  le  noyau  de  la  bobine  qui  attire  une  armature  Vixée 
sur  le  levier  et  retient  ainsi  celui-ci  dans  la  position  de  fermeture. 

Lorsque  le  courant  de  charge  devient  trop  faible,  le  levier  n'étant 
plus  retenu  bascule  sous  l'action  du  contrepoids  et  le  circuit  est 
interrompu. 


Fio.  500. 
Disjoncteur  siuiple,  Genteur. 


780 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Ce  disjoncteur  ne  peut  èlre  employé  que  pour  des  iutensités  ne 
dépassant  pas  15  ampères. 

Parmi  les  autres  modèles,  basés  sur  le  même  principe,  citons  le 
disjoncteur  Sage  etGrillet,  qui  peut  être  employé  pour  des  intensités 
ne  dépassant  pas  25  ampères  ;  un  autre  modèle  existe  pour  inten^ 
site  de  50  à  100  ampères. 

Il  peut  arriver  que,  l'arrêt  de  la  dynamo  se  produisant  brusque- 


FiG.  .ÏOI.  —  Disjoncteur  Leroy. 


ment,  le  disjoncteur  n'ait  pas  le  temps  d'agir  avant  l'inversion  du 
courant  de  charge.  Dans  ce  cas,  les  modèles  précédents  ne  sont  pas 
efficaces,  et  n'empêchent  pas  la  batterie  de  se  décharger  dans  la 
machine. 

Le  modèle  M.  Leroy,  représenté  en  figure  501,  évite  cet  inconvé- 
nient. Le  courant  de  charge,  arrivant  par  la  borne  supérieure,  tra- 
verse la  bobine  à  gros  fil,  puis  le  godet  à  mercure  de  droite,  le  bas- 
culeur  et  enfin  le  godet  à  mercure  de  gauche  relié  à  la  borne  de 
sortie.  Le  courant  de  charge  passant,  le  basculeur  est  maintenu  en 
position  par  l'attraction  qu'exerce  le  noyau  de  la  bobine  à  gros  fil 
sur  deux  lames  que  porte  le  noyau  inférieur  ;  celui-ci  est  entouré 
d'une  bobine  à  fil  fin,  alimentée  par  un  des  éléments  de  la  batterie. 

On  établit  les  communications  de  telle  façon  que  les  armatures 
du  basculeur  soient  polarisées  en  sens  inverse  du  noyau  de  la 
bobine  à  gros  fil,  lorsque  celle-ci  est  traversée  par  le  courant  de 
charge. 

Dans  ces  conditions,  l'attraction  est  maxima  quand  le  courant  de 


INSTALLATIONS  AVEC  BATTERIES  A  POSTE  FIXE 


781 


charge  passe.  Si,  par  suite  d'un  arrêt  de  la  dynamo,  le  courant 
s'inverse  brusquement  dans  la  bobine  à  gros  fil,  Taimantation  du 
noyau  prenant  le  même  sens  que  celle  du  basculeur,  les  deux 
lames  sont  repoussées,  et  il  y  a  déclenchement  et  rupture  du  circuit. 
Parmi  les  différents  modèles  de  disjoncteurs  automatiques  à 
balais,  citons  ceux  de  Sage  et  Grillet,  Genteur,  Leroy,  Bardon. 


Fio.  502.  —  Disjoncteur  Genleur. 

La  figure  502  représente  un  modèle  Genteur,  Arrivant  par  la 
borne  de  gauche,  le  courant  traverse  les  deux  bobines  d'un  électro- 
aimant groupées  en  quantité  et  constituées  par  un  ruban  de  cuivre 
isolé.  Le  courant  pénètre  dans  ces  bobines  par  l'intermédiaire  des 
noyaux  de  fer  doux,  fixés  sur  une  lame  de  cuivre  en  communication 
avec  la  borne  de  gauche.  L'autre  extrémité  des  bobines  est  reliée  au 
levier  qui  porte  une  armature  en  fer  doux  et  occupe  à  l'état  de 
repos  la  position  indiquée  par  la  figure,  grâce  à  la  tension  d'un  res- 
sort. Pour  fermer  le  circuit,  on  abaisse  le  levier  qui  établit  le  con- 
tact avec  une  fourche  en  relation  avec  la  borne  de  droite.  L'attrac- 
tion de  l'armature  maintient  le  levier  dans  cette  position  tant  que  le 
courant  de  charge  conserve  une  intensité  suffisante. 

Pour  les  grandes  intensités,  il  est  indispensable  de  serrer  fortement 
les  balais,  afin  d'avoir  des  contacts  suffisamment  bons.  Aussi  cons- 
truit-on des  appareils  dans  lesquels  le  déclencliement  est  indépen- 
dant du  serrage  des  balais.  C'est  le  cas  du  modèle  Genteur  repré- 
senté en  figure  503.  Le  gros  poids  figuré  ici  est  maintenu  suspendu 
par  un  petit  levier  commandé  par  un  électro-aimant. 


7%2 


ij>  \zc^'yi-z^KTsrr2L^  électbj  jci^ 


De*  qoie  rîDleri^îtif  do  c«j'jranl  de  charge  descend  à  une  Taleiir 
infér^ure  a  C'^ÎIe  p»oar  laqie.ie  le  disj<>iioteiir  a  été  réglé,  le  levier 
n'est  pi  i>  attiré  et  le  i^VAs  tombe  bnis>:{uemenL  Ce  n'est  qu'on  peu 
araot  d  arrivera  l'eitrém'rlé  de  sa  course,  alors  que  le  pjids  a  acqnis 


Fio.  5u3.  —  Disjoncteur  Genleur,  pour  grande  intensité. 

une  force  vive  suffisante,  que  se  produit  le  choc  sur  la  fourche 
métallique  qui  reliait  les  balais.  Ainsi  la  rupture  se  fait  sûrement, 
malgré  le  serrage  des  balais  de  contact.  Pour  éviter  les  étincelles 
aux  balais,  on  dispose,  comme  il  est  représenté  sur  la  figure  503,  des 
pare-étincelles  qu'il  est  facile  de  remplacer  après  détérioration. 

La  figure  504  se  rapporte  à  un  disjoncteur  delà  maison  Leroy.  La 
bobine  traversée  par  le  courant  possède  un  noyau  muni  d'épanouis- 
sements polaires,  dont  la  forme  épouse  celle  de  la  manette  en  fer 
doux  de  Tinterrupteur.  Comme  dans  le  cas  précédent,  lorsque  Tinten- 


INSTALLATIONS  AVEC  BATTERIES  A  POSTE  FIXE 


783 


site  devient  trop  faible,  la  manette  qui  tombe  ne  produit  le  déclen- 
chement des  balais  que  lorsqu'elle  arrive  vers  la  fin  de  sa  course. 

Les  différents  modèles  de  disjoncteurs  peuvent  être  construits 
unipolaires,  comme  ceux  qui  viennent  d'être  décrits,  ou  encore 
bipolaires,  lorsqu'on  veut  opérer  la  rupture  sur  les  deux  pôles  à 
la  fois. 


Ftti.  50  V.  —  l-hïijMiirLeur  Leroy. 


\})Conjoncteurs-disjoncteiir s  automatiques. — Les  disjoncteurs  auto- 
matiques présentent  l'inconvénient  de  nécessiter  une  manœuvre 
après  chaque  rupture.  Dans  les  conjoncteurs-disjoncleurs  automa- 
tiques, non  seulement  la  rupture  du  circuit  se  fait  automatiquement, 
mais  encore  la  fermeture  lorsque  la  force  électromotrice  de  la 
dynamo  devient  supérieure  à  celle  de  la  batterie. 

Le  conjoncleur-disjoncteur  Hospitalier,  représenté  en  figures  505  et 
506,  est  un  des  plus  anciens  modèles.  Il  se  compose  d'un  aimant  NS 
entre  les  pôles  duquel  peut  osciller  autour  du  point  0  une  tige  de  fer 
doux  verticale  U\  Cette  tige  est  entourée  de  la  bobine  B,  qui  porte 
deux  enroulements,  l'un  à  gros  fil  et  l'autre  à  fil  fin  ;  le  premier  est 
placé  dans  le  circuit  de  charge,  l'autre  est  monté  en  dérivation.  La 
tige  de  fer  entraîne  dans  son  mouvement  un  basculeur  en  cuivre  F 
qui  peut  pivoter  autour  du  point  c.  Trois  godets  G,  G^,  Gg,  ren- 


T%4 


Ij:*i  ACCUVLI>\TEI'R<  Èl.ECTRIC»rES 


fermant  da  mercure,  assurent  les  contacts  avec  les  pointes  da  bas- 
culeur. 

l^rs<|Qe  la  force  éleetromotrice  de  la  dynamo  est  supérieure  à  celle 
de  la  batterie,  le  courant  est  de  même  sens  dans  les  deux  eoroale* 
ments,  et  la  tige  t(  est  polarisée  de  façon  à  être  attirée  par  le  pôle  N 
de  l'aimant  ^position  de  la  figure  .  Le  bascnleur  F  entraîné  ferme 
le  circuit  de  charge  par  les  godets  G  et  G,. 


te-  6  «! 


i    I 
li  ^? 


■m 


--^^mr 


i 


fV."vV/lp^/AWM 


Fio.  ÏOj.  —  Conjoiicteur-disjoncleur 
Hospitalier. 


FiG.  506.  —  Schéma  du  coQjonc- 
teur-disjoQcteur  Hospitalier. 


Si  accidentellement  la  batterie  vient  à  se  décharger  sur  la  dynamo, 
le  courant  changeant  de  direction  polarise  en  sens  inverse  la  tige  U' 
qui  est  attirée  par  le  pôle  S  de  Taimant  ;  le  basculeur  rompt  alors  le 
circuit  de  charge.  La  sonnerie  dérivée  sur  quelques  éléments  se 
trouve  placée  en  circuit  par  les  godets  G  et  G<  et  avertit  de  cette 
opération. 

Si  on  suppose  que  la  dynamo  a  repris  sa  vitesse  normale,  la 
bobine  B,  traversée  par  le  courant  de  dérivation,  polarise  la  tige  tt^ 
qui  est  à  nouveau  attirée  par  le  pôle  N,  et  le  basculeur  rétablit  la 
communication  entre  G  et  G2. 


INSTALLATIONS  AVEC  BATTERIES  A  POSTE  FIXE 


785 


I^  perte  produite  par  dérivation  dans  le  fil  fin  de  la  bobine  est  très 
faible,  par  suite  de  la  grande  résistance  de  ce  petit  circuit  dérivé. 


rr-:/ 


FiG.  507.  —  Conjoncteur-disjoncleur  Féry. 

D'ailleurs  on  peut  éviter  cette  petite  décharge  de  la  batterie, 
lorsque  la  dynamo  a  une  force  électromotrice  insuffisante,  en  enle- 
vant la  fiche  placée  entre  les  deux  parties  p,  />'  de  la  borne  D. 


FiG.  508.  —  Schéma  du  conjoncteur-disjoncteur  Féry. 


Le  conjoncteur-disjoncleur  Féry,  que  représentent  les  figures  507  et 
508,  comprend  une  bobine  B  traversée  par  le  courant  de  charge  et 


50 


786  LE«  AGCUMUIATEURS  ÉLECTRIQUES 

constituée  par  quelques  spires  en  lame  de  cuivre  forgée.  Une 
deuxième  bobine  A,  enroulée  de  fil  fin,  peut  être  placée  soit,  le  plus 
généralement,  dans  le  circuit  d'excitation  de  la  dynamo,  soit  encore 
aux  bornes  des  câbles  amenant  le  courant  de  charge  à  la  bat- 
terie. 

Cette  bobine  A  possède  une  armature  fixe.  Les  pièces  polaires 

G,  G'  de  cette  armature,  coniquesàla  partie  inrérieure,  peuvent  péné- 

*trer  dans  les  échancrures  que  porte  le  noyau  mobile  de  la  bobine  B. 

Lorsque  la  force  électromotrice  de  la  dynamo  est  suffisamment 
élevée,  le  courant  qui  traverse  la  bobine  A  polarise  les  pièces  G,  G' 
[fig\  507)  ou  C,  C  [fig.  o08).  11  y  a  alors  attraction  de  Tarmature  de 
fer  M  autour  de  Taxe  O.  Le  mouvement  de  bascule  fait  alors  plon- 
ger la  tige  i  dans  le  godet  de  mercure  D  et  le  circuit  de  charge  de 
la  batterie  se  ferme  au  travers  de  la  bobine  B.  Il  est  à  remarquer 
qu'à  ce  moment,  la  dynamo  débitant,  sa  force  électromotrice  baisse; 
l'attraction  de  Farmature  M,  due  à  la  bobine  A,  doit  alors  diminuer. 
Cependant  cette  armature  reste  attirée  par  suite  de  la  polarisation 
en  sens  convenable  due  à  la  bobine  B  traversée  par  le  courant  de 
charge. 

Supposons  maintenant  que  la  force  électromotrice  de  la  dynamo 
baisse.  Les  courants  traversant  les  bobines  A  et  B  diminuent  d'in- 
tensité. A  un  certain  moment,  lorsque  la  force  électromotrice  de  la 
dynamo  devient  égale  à  celle  de  la  batterie,  le  courant  de  charge 
devient  nul  et  la  bobine  B  ne  contribue  plus  à  l'attraction.  Maisalors, 
l'appareil  étant  réglé  pour  que  l'attraction  due  à  la  bobine  A  seule 
ne  devienne  suffisante  que  lorsque  la  force  électromotrice  de  la 
dynamo  est  supérieure  à  celle  de  la  batterie,  on  comprend  qu'à  ce 
moment  le  déclenchement  doit  se  produire  grâce  au  ressort  de  rap- 
pel R.  La  rupture  du  circuit  se  fait  presque  sans  étincelle,  puisque 
le  courant  a  une  valeur  voisine  de  zéro. 

Si  le  ressort  avait  été  préalablement  mal  réglé,  le  fonctionnement 
de  l'appareil  serait  encore  assuré.  Admettons  en  effet  que  la  tension 
du  ressort  soit  insuffisante  pour  rappeler  l'armature  lorsque  le  cou- 
rant de  charge  passe  par  zéro.  La  batterie  va  commencer  à  se 
décharger  ;  mais,  le  courant  s'inversant  alors  dans  la  bobine  B, 
colle-ci  non  seulement  ne  contribue  plus  à  l'attraction,  mais  encore, 
polarisant  l'armature  en  sens  contraire  du  cas  précédant,  exerce  un 
eiïort  de  répulsion  qui  provoque  la  rupture  du  circuit.  Même  dans 
ces  mauvaises  conditions,  le  fonctionnement  du  disjoncteur  a  encore 
lieu  ;  mais  la  rupture  du  circuit  donne  lieu  à  une  étincelle,  puisque 


INSTALLATIONS  AVEC  BATTERIES  A  POSTE  FIXE  787 

rintensité  possède  une  valeur  qui  n'est  pas  nulle.  C'est  là  un  indice 
de  mauvais  réglage  du  ressort  de  Tappareil. 

Le  conjoncteur-disjoncteur  Genteur  [fig,  509)  se  dispose  verticale- 
ment. La  bobine  inférieure,  perpendiculaire  au  socle,  est  enroulée  de 


Fio.  509.  —  Conjoncteur-disjoncteur  Genteur. 

fil  fin  et  placée  en  dérivation  sur  le  circuit  de  charge.  La  bobine  à 
gros  fil,  disposée  horizontalement,  est  traversée  par  le  courant  de 
charge  de  la  batterie. 

Le  levier  qui  doit  assurer  le  contact  entre  les  balais  est  muni  à 
son  extrémité  inférieure  d'un  noyau  de  fer  doux  mobile  à  l'intérieur 
de  la  bobine  à  fil  fin.  Il  porte  également  une  armature  de  fer  doux 
exactement  en  regard  des  épanouissements  polaires  qui  terminent  le 
noyau  en  fer  de  la  bobine  à  gros  fil.  La  partie  supérieure  de  ce 
levier  consiste  en  une  pièce  de  cuivre  qui  vient  entrer  à  frottement 
entre  les  balais  pour  fermer  le  circuit,  la  solution  de  continuité  du 
circuit  existant  entre  ces  balais  dans  la  position  du  repos. 

Lorsque  la  force  électromotrice  de  la  dynamo  devient  suffisante, 


788 


LES  ACCUMUIATEURS  ÉLECTRIQUES 


la  bobine  à  fil  fin  attire  son  noyau,  et  la  pièce  de  cuivre  du  levier  vienl 
se  placer  entre  les  deux  balais.  Le  courant  de  charge  passe,  et  la 
bobine  à  gros  fil  maintient  le  levier  dans  cette  position,  grâce  à 
l'attraction  qu'elle  exerce  sur  Tarmature. 

Pendant  sa  course,  le  noyau  de  la  bobine  à  fil  fin  agit  sur  un  petit 
interrupteur  placé  au-dessous  de  lui,  de  sorte  que  le  circuit  de  cette 
bobine  est  interrompu  dès  que  le  circuit  de  charge  est  établi,  la 
bobine  à  gros  fil  assurant  seule  lattraction  du  levier. 


C  im|oncf  eur-Disjonclear 


|^:::^^:-l 


%  ?^  r' 


Battene    daccemolatears 

-M'N'H-M'i'l'H'l'r- 

Fio.  510.  —  Gonjoncteur-disjoncteur  Leroy. 


Si  on  suppose  une  baisse  de  force  électromotrice  de  la  dynamo,  le 
courant  de  charge  diminuant,  l'attraction  due  à  la  bobine  à  gros  fil 
devient  insuffisante,  et  le  levier  bascule,  interrompant  le  circuit.  En 
même  temps  le  noyau  de  la  bobine  à  fil  fin,  revenant  à  sa  position 
initiale,  rétablit  le  circuit  dérivé  de  cette  bobine  et  la  rend  ainsi 
prête  à  agir  de  nouveau  lorsque  la  force  électromotrice  de  la  dynamo 
reprend  sa  valeur  normale. 

Le  conjoncteur-disjoncteur  Leroy,  représenté  en  figure  510,  est 
étudié  de  façon  à  pouvoir  être  utilisé  pour  toutes  les  intensités. 
L'appareil  en  lui-même  est  construit  pour  une  intensité  maxima 
de  10  ampères  ;  mais  il  porte  un  relais  qui  entre  en  action  dès  que 
cette  valeur  est  dépassée. 

  rintérieur  d'une  bobine  plate  B  peut  se  mouvoir  un  basculeura^. 


INSTALLATIONS  AVEC  BATTERIES  A  POSTE  FIXE  789 

qui  porte  un  équipage  formé  de  trois  aimants,  dont  un  au  centre  de 
la  bobine  et  les  deux  autres  extérieurs;  ces  aimants  sont  disposés  de 
manière  à  présenter  en  regard  des  pôles  contraires  d'un  aimant  au 
suivant.  On  obtient  ainsi  un  équipage  très  sensible  et  indépendant 
de  Faction  démagnétisante  de  la  bobine. 

La  bobine  B  porte  un  premier  enroulement  à  gros  fil,  capable  de 
supporter  10  ampères,  et  aboutissant,  d'une  part,  au  godet  à  mer- 
cure g  y  d'autre  part,  à  la  borne  A.  Un  deuxième  enroulement,  à  fil 
fin,  est  relié  au  godet  à  mercure  g'  et  à  la  borne  d.  Ce  godet  g'  est 
relié  à  la  borne  D  +. 

L'interrupteur  automatique  comprend  un  solénoïde  B',  dont  Ten-* 
roulement  est  placé  dans  le  circuit  d'excitation  de  la  dynamo. 

Un  noyau  n  mobile  à  l'intérieur  de  ce  solénoïde  est  fixé  à  l'extré- 
mité d'un  basculeur  muni  d'une  fourche  qui  peut  venir  établir  une 
communication  entre  les  godets  à  mercure  h  et  h!  reliés  aux 
bornes  rf,  d'. 

liC  relais  possède  un  solénoïde  B"  intercalé  dans  le  circuit  de 
charge  sur  le  pôle  négatif.  Le  noyau  w',qui  se  meut  à  l'intérieur,  est 
solidaire  du  basculeur  b\  qui  porte  une  fourche  destinée  à  établir  la 
communication  entre  les  godets  à  mercure  t,  i\ 

Le  fonctionnement  de  l'appareil  se  fait  de  la  façon  suivante  : 
Lorsque  la  force  électromotrice  de  la  dynamo  devient  suffisante,  le 
noyau  n,  attiré  par  la  bobine  B'de  l'interrupteur,  établit  la  fermeture 
en  hy  h'  du  circuit  à  fil  fin  du  conjoncteur-disjoncteur.  Ce  circuit  à  fil 
fin  de  la  bobine  B,  étant  traversé  par  un  courant,  fait  basculer  ab  et 
établit  la  connexion  entre  les  godets  à  mercure  g  et  g',  La  conjonc- 
tion est  alors  établie,  et  le  courant  de  charge,  partant  du  positif  de 
la  dynamo,  passe  dans  l'enroulement  à  gros  fil  de  B  et  se  rend  au 
positif  de  la  batterie. 

Dans  le  cas  où  l'intensité  de  charge  est  supérieure  à  10  ampères, 
intensité  maxima  du  conjoncteur-disjoncteur,  la  'bobine  B"  entre 
alors  en  action,  et  le  noyau  n'  attiré  fait  établir  le  contact  entre  les 
godets  i  et  i'  ;  la  bobine  à  gros  fil  de  la  bobine  B  se  trouve  alors 
sbuntée. 

Si  on  suppose  que  la  force  électromotrice  de  la  dynamo  baisse  au- 
dessous  de  sa  valeur  normale,  l'équipage  mobile  de  la  bobine  B  se 
relève,  ce  qui  rompt  le  circuit  de  charge,  en  môme  temps  que  le 
circuit  à  fil  fin  devient  interrompu  en  hh\  par  suite  de  la  diminution 
du  courant  d'excitation  de  la  dynamo. 

Ce  même  appareil  peut  servir  pour  toutes  les  intensités;  il  suffit 


790  LES  AGCCMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

de  faire  varier  la  bobine  B"'  du  relais  pour  la  mettre  en  rapport  avec 
rintensité  de  charge  désirée.  Comme  autre  type,  citons  encore  le 
conjoncteur-disjoncteur  Fiévé  *. 

c)  Re'ducteurs.  —  Nous  avons  vu  que,  pour  maintenir  constante  la 
tension  de  décharge  d'une  batterie,  il  est  nécessaire  d'augmenter 
progressivement  le  nombre  des  éléments.  Inversement,  pendant  la 
charge,  on  doit  enlever  du  circuit  les  éléments  ajoutés  dans  le  cours 
de  la  décharge,  dès  qu'ils  ont  reçu  le  nombre  d'ampères-heures 
nécessaire. 

Cette  manœuvre  se  fait    à  l'aide  d'appareils  qu'on   nomme  ré- 
"  ducleurs. 

Dans  sa  forme  la  plus  simple,  le  réducteur  est  composé  d'un  socle 
isolant  (marbre,  ardoise),  sur  lequel  sont  fixés  des  plots  en  cuivre 
que  Ton  relie  respectivement  aux  difîéreals  éléments  de  réduction 
de  la  batterie.  Une  manette  en  communication  soit  avec  le  circuit  de 
charge,  soit  avec  celui  de  décharge,  permet  de  faire  varier  le  nombre 
des  éléments  en  tension. 

Selon  les  cas,  on  relie  chacun  des  éléments  ou  seulement  les  élé- 
ments de  deux  en  deux  au  réducteur  ;  la  tension  varie  alors  de 
2  volts  ou  de  4  volts  à  chaque  manœuvre. 

Lorsque  le  réducteur  doit  pouvoir  servir  à  la  fois  à  la  charge  et  à 
la  décharge,  on  dispose  deux  rangées  de  plots,  reliés  entre  eux  et 
rehés  aux  éléments  ;  deux  manettes,  l'une  de  charge,  l'autre  de  dé- 
charge, permettent  de  faire  varier  à  volonté  le  nombre  d'éléments. 

Au  moment  du  passage  de  la  manette  d'un  plot  à  un  autre,  pour 
ne  pas  interrompre  le  circuit  extérieur  avec  ce  système,  il  faut  que 
l'extrémité  de  la  manette  soit  assez  large  pour  ne  pas  quitter  un  plot 
avant  d'avoir  pris  contact  avec  le  plot  suivant.  Cette  manière  de 
procéder  ne  va  pas  sans  inconvénient,  puisque,  chaque  fois  que  la 
manette  se  tient  à  cheval  sur  deux  plots  voisins,  l'élément  corres- 
pondant est  mis  en  court-circuit.  Il  peut  en  résulter  une  détériora- 
tion de  l'élément,  ainsi  que  du  réducteur,  par  les  étincelles  de  rup- 
ture, et  l'inconvénient  est  d'autant  plus  grave  que  les  éléments  sont 
plus  gros. 

Pour  cette  raison,  on  n'emploie  plus  actuellement  que  des  réduc- 
teurs dans  lesquels  le  passage  d'un  plot  au  suivant  s'effectue  par  l'in- 
termédiaire d'une  résistance  qui  limite  à  l'intensité  normale  le  cou 
rant  de  court-circuit  de  l'élément  que  Ton  ajoute. 

1.  Éclairof/e  (électrique,  t.  XXX,  p.  39i;  15  mars  1902. 


INSTALLATIONS  AVEC  BATTERIES  A  POSTE  FIXE 


791 


Ce  résultat  est  obtenu  en  dédoublant  chaque  plot  du  modèle  pré- 
cédent et  en  reliant  les  deux  demi-plots  par  une  résistance  fixe. 

Pour  ajouter  un  élément,  il  faut  faire  franchir  deux  demi-plots  à 
la  manette.  En  arrivant  sur  le  premier  demi-plot,  la  manette  intro- 
duit dans  le  circuit  extérieur  la  résistance  dont  la  faible  valeur 
n'exerce  d'ailleurs  aucune  influence  sur  Tintensité   de    ce   courant 


Fio.  511.  —  Réducteur  Genteur,  à  manettes. 


extérieur.  En  passant  du  premier  au  deuxième  demi-plot,  l'élément 
que  Ton  veut  ajouter  débite  sur  la  résistance  ;puis,  lorsque  la  manette 
repose  sur  ce  deuxième  demi-plot,  toute  résistance  est  supprimée  aussi 
bien  dans  le  circuit  extérieur  que  dans  celui  de  l'élément  ajouté,  qui 
débite  alors  en  tension  avec  la  batterie. 

On  parvient  au  même  résultat  en  supprimant  la  résistance  fixe 
entre  chaque  demi-plot,  et  en  dédoublant  l'extrémité  de  la  manette, 
les  deux  parties  étant  isolées  Tune  de  l'autre  et  reliées  par  Tunique 
résistance  mobile  que  la  manette,  dans  son  mouvement,  vient  présenter 
successivement  entre  les  différents  demi-plots. 

On  distingue  deux  formes  principales  de  réducteurs,  les  réducteurs 
circulaires  et  ceux  à  chariot.  Dans  les  premiers,  les  plots  sont  dis- 
posés circulairement  ;  ils  sont  en  ligne  droite  dans  les  seconds. 

La  figure  511  montre  une   forme  simple  de  réducteur  circulaire 


7Ô2 


LES  ACCt  MI  I^^TElTt.S  ÉLECTRIQLES 


double  construit  par  la  maison  Genleur.  On  y  distingue  pariaitemenl 
les  plots  intermédiaires  et  les  deux  frottcurs  des  manettes  ainsiqoe 
les  résistances  à  boudin  qui  les  réunissent.  Cette  forme  conTÎent  aux 
petites  et  moyennes  intensités. 

La  figure  512  se  rapporte  à  un  réducteur  circulaire  double  pour 
grandes  intensités.  C'est  un  type  de  la  maison  Genleur;  û  porte  deux 
volants,  l'un  pour  la  charge,  l'autre  pour  la  décharge.  ^^^^^ 


Fio.  512.  —  Uéducleur  Genleur,  à  volants. 


Chaque  volantcommande  les  deux  frotteurs  entrelesquels  se  trouve 
la  résistance  en  forme  de  bande  enroulée  en  spirale.  Les  frotteurs 
de  charge  appuient  sur  Tune  des  faces  planes  des  plots,  tandis  que 
les  frotteurs  de  décharge  appuient  sur  Tautre. 

Il  existe  un  assez  grand  nombre  d'autres  modèles  de  réducteurs 
circulaires.  Citons,  entre  autres,  les  réducteurs  Bardon  et  Leroy. 

En  général,  les  résistances  employées  sont  en  ferro-nickel. 

Les  réducteurs  à  chariot  se  composent  en  principe  de  deux  barres 
parallèles,  dont  l'une  en  cuivre  est  en  communication  soit  avec  le 
circuit  de  charge,  soit  avec  celui  de  décharge.  L'autre  est  constituée 
par  une  série  de  blocs  de  cuivre  en  communication  de  deux  en  deux 
avec  les  éléments  de  réduction.  Un  chariot  comprenant  deux  frotteurs 
et  une  résistance  (comme  pour  les  réducteurs  circulaires)  glisse  le 


INSTALLATIONS  AVEC  BATTERIES  A  POSTE  FIXE 


793 


long  de  ces  deux  barres.  Ce  chariot  reçoit  son  mouvement  d'une  vis 
à  pas  rapide  que  commande  un  volant. 

La  figure  513  représente  un  modèle  de  réducteur  à  chariot  du  type 
Sage  et  Grillet.  Outre  la  rangée  de  plots,  le  réducteur  porte  deux 
barres  parallèles  reliées  entre  elles  par  une  résistance  à  boudins  ; 
Tune  de  ces  barres  est  reliée  au  circuit  (décharge  ou  charge).  Les 


FiG.  513.  —  Réducteur  à  chariot  Sage  et  Grillet. 


deux  frotteurs  commandés  par  la  vis  sont  isolés  Tun  de  Tautre  ;  cha- 
cun d'eux  frotte  sur  une  des  barres  parallèles.  On  évite  dans  ces 
conditions  la  mise  encourt-circuit  momentanée  des  éléments  ajoutés, 
puisque  la  résistance  à  boudins  est  introduite  dans  chaque  circuit 
entre  le  passage  d'un  plot  au  suivant.  Ce  réducteur  est  simple  ;  mais 
on  peut  monter  deux  réducteurs  semblables  sur  le  même  socle  (un 
pour  la  charge  et  l'autre  pour  la  décharge)  et  constituer  ainsi  un  ré- 
ducteur double  à  chariot. 

Des  réducteurs  à  chariot  reposant  sur  les  mêmes  principes  sont 
construits  par  les  maisons  Genteur,  Mornat  et  Langlois. 

d)  Commande  à  distance  des  réducteurs.  —  Il  arrive  fréquemment  que 
la  salle  des  accumulateurs  se  trouve  à  une  assez  grande  distance  de 
la  salle  du  tableau.  Comme  la  manœuvre  de  tous  les  appareils  de 
réglage  est  centralisée  au  tableau,  le  réducteur  doit  trouver  là  sa 
place  et  être  par  conséquent  très  éloigné  de  la  batterie.  Il  en  résulte 
une  dépense  considérable  de  câbles,  puisque  chaque  élément  de  ré- 
duction doit  être  relié  à  un  plot  du  réducteur. 

On  évite  celte  dépense  en  installant  le  réducteur  tout  à  côté  de  la 
batterie  et  en  le  commandant  à  distance  du  tableau. 


794 


LES  ACCL'MriATEUKS  ÉI^CTRIQUES 


Parmi  les  dimTenls  modèles  de  réducteurs  commandés  àdislance 
signalons  celui  de  la  Société  alsacienne  de  Constructions  mécaniques! 
L'appareil,  représenté  en  figure  514,  est  un  réducteur  double.  A  la 

partie  supérieure,  il  porte  un 
arbre  mû  par  une  poulie  et  faisant 
environ  vingt-cinq  tours  par  mi- 
nute. Chacun  des  deux  chariots 
porte-balais  peutêtre  entraîné  par 
une  crémaillère  actionnée  par  un 
excentrique  calé  sur  Tarbre.  Le 
mouvement  de  chaque  crémail- 
lère est  alternatif  et  les  chariols 
peuvent  monter  ou  descendre. 
Une  course  correspond  exacte- 
ment à  la  distance  qui  sépare  les 
centres  de  deux  plols  consécutifs 
du  réducteur. 

La  figure  315  montre  les  dé- 
tails du  fonctionnement.  Devant 
deux  électro-aimants  E^,  E^,  que 
Ton  aclionne  à  distance,  se  dé- 
placent deux  leviers  en  fer  doux 
A^  et  Aa  mobiles  autour  des  points 
0,  etOj.  Ces  leviers  sont  terminés 
à  lextrémité  supérieure  par  deux 
crochets  B,,  B^  de  forme  telle 
que  Tun  d'eux,  B,,  est  entraîné 
dans  un  sens  et  échappe  en  sens 
inverse,  alors  que  l'autre  n'est 
,  entraîné  que  dans  ce  dernier  sens 

^":iV^'  ~  '^:'*'''!,'''^'''  '^^'J'^  S^'^'^'«     et  échappe  dans  le  premier. 

als.KR'rine    de   Constructions   méci-  ^^  F  ^   • 

niqut's.  A  l'état  de  repos,  le  ressort  R 

écarte  les  deux  crochets  de  la  crémaillère,  qui  se  déplace  seule. 

Au  tableau  de  l'usine,  deux  boutons  permettent  d*enyoyer  à 
volonté  le  courant  dans  l'un  ou  l'autre  des  électro-aimants  E^  et  E^, 
un  boulon  correspondant  à  l'augmentation  et  l'autre  à  la  dimi- 
nution du  nombre  d'éléments.  Le  courant  traversant  un  des 
électro-aimants  attire  Tarmature  correspondante,  et  le  crochet  venant 
en  prise  avec  la  crémaillère  fait  monter  ou  descendre  le  chariot. 
Celui-ci  porte  les  balais  b^  et  b,,,  qui  frottent  d'un  côté  sur  la  rangée 


instalijltions  avec  batteries  a  poste  fixe 


795 


de  plots  en  relation  avec  les  éléments  de  réduction  ;  de  Tautre  côté, 
chaque  balai  frotte  sur  une  barre  dont  l'une  communique  avec  le 
circuit  de  charge  ou  de  décharge.  Une  résistance  S  fixée  entre  les 
deux  barres  évite  la  mise  en  court-circuit  des  éléments,  comme  il  a 
été  précédemment  expliqué. 


Fio.  515.  —  Détails  de  fonctionnement  à  dislance  du  réducteur. 


Si  on  appuie  d'une  façon  permanente  sur  un  des  boutons,  le  cha- 
riot continue  à  avancer  d'un  plot  par  tour  de  Tarbre.  Afin  d'éviter 
les  fausses  manœuvres,  le  circuit  de  Télectro-aimant  est  coupé  auto- 
matiquement lorsque  le  chariot  arrive  à  l'extrémité  de  sa  course,  en 
haut  et  en  bas  du  réducteur. 

Comme  il  est  indispensable  que  l'électricien  du  tableau  sache  sur 
quel  plot  se  trouve  le  réducteur,  on  installe  au  tableau  un  petit  répé- 
titeur automatique  représenté  en  figure  516.  Celui-ci  est  composé  de 
deux  bobines  E^,  E3  et  d'une  armature  a,  en  forme  d'ancre.  Cette 
armature  porte  deux  roues  à  rochet  dont  les  dents  sont  disposées  en 
sens  inverse  et  commande  une  aiguille  indicatrice  qui  se  déplace 
devant  un  cadran  portant  des  numéros  correspondant  aux  plots 
du  réducteur. 

Dès  que  le  chariot  du  réducteur  commence  son  mouvement,  le 
courant  d'une  pile  est  envoyé  dans  l'une  des  bobines  E,  ou  E3  par 
l'intermédiaire  d'un  petit  balai  auxiliaire  que  porte  le  chariot  et  qui 


796 


LES  ACCrMrLATELRS  ÉLECTRIQUES 


vient  appuyer  sur  un  petit  contact  isolé.  Si  c'est  la  bobine  E,  qui 
est  aclionnée,  laiguille  du  répétiteur  avance  d'une  division;  elle 
recule,  au  contraire,  si  la  bobine  Ej  reçoit  le  courant.  La  manœuvre 


Répétiteur 


aujment.  dmin, 

Vui.  516.  —  Commande  à  distance  du  réducteur. 

est  ainsi  indiquée  au  tableau  dès  qu'elle  est  commencée,  ce  qui  per- 
met de  juger  du  moment  où  on  doit  cesser  d'appuyer  sur  le  bouton. 


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-^-- 


■  \ 


Fio.  rilT.  —  Schéma  de  coininamle  à  distinre  des  réducteurs  du  secteur 
de  la  place  Clirhy. 

Le  système  de  commande  à  distance  employé  depuis  de  longues 
années  au  secteur  de  la  place  Clichy*  est  représenté  schématique- 
ment  en  figure  517. 

1.  Mcjntiiellier,  les  Accumfildleurs  électriques,  p.  185. 


INSTALLATIONS  AVEC  BATTERIES  A  POSTE  FIXE  797 

Le  réducteur  est  double  et  du  type  à  chariot  précédemment  décrit. 
Le  réducteur  de  charge  est  manœuvré  à  la  main.  Celui  de  décharge 
peut  également  fonctionner  à  la  main  ;  mais  il  est  ordinairement 
commandé  du  tableau  de  distribution.  Â  cet  effet,  un  petit  moteur 
qui  reçoit  le  courant  de  quelques  accumulateurs  actionne  la  vis  sans 
fin  sur  laquelle  est  placé  le  chariot  porte-balais,  par  l'intermédiaire 
d'un  pignon,  d'une  chaîne  Galle  et  d'une  roue  dentée.  L'inducteur  de 
ce  moteur  possède  deux  enroulements  en  sens  inverse.  Selon  que  ■ 
l'un  ou  l'autre  de  ces  enroulements  est  utilisé,  le  moteur  tourne  dans 
un  sens  ou  dans  l'autre  et,  par  suite,  ajoute  ou  retranche  des  éléments. 
Lorsque  le  courant  passe  à  la  fois  dans  les  deux  enroulements,  le 
champ  résultant  étant  nul,  le  moteur  reste  au  repos. 

Le  combinateur  et  l'exécuteur  sont  placés  sur  le  tableau  de  distri- 
bution de  l'usine.  Quand  l'électricien  veut  augmenter  ou  diminuer 
le  nombre  d'éléments  de  la  batterie,  il  met  la  manette  du  combina- 
teur sur  le  plot  correspondant,  puis  il  lance  le  courant  dans  le 
moteur  en  plaçant  l'exécuteur  dans  la  position  de  la  figure.  Le  cou- 
rant passe  par  l'un  ou  l'autre  des  enroulements  inducteurs,  selon  la 
position  (ajouter  ou  retrancher)  du  combinateur,  et  le  moteur  agit  dans 
le  sens  correspondant. 

Lorsque  le  chariot  a  avancé  d'un  plot  et  se  trouve  en  bonne  posi- 
tion, le  moteur  s'arrête  automatiquement.  A  cet  effet,  le  chariot  porte, 
en  outre,  les  deux  balais,  une  fourche  isolée  des  balais  et  qui  se 
déplace  le  long  d'une  série  de  petits  plots  représentés  sous  les  barres 
dans  le  schéma  de  la  figure  517.  Quand  les  balais  sont  en  bonne  posi- 
tion, la  fourche  se  trouve  à  cheval  sur  deux  petits  plots,  et  il  en  résulte 
que  le  courant  passe  alors  dans  les  deux  enroulements  inducteurs  du 
moteur,  ce  qui  a  pour  effet  d'arrêter  celui-ci.  Comme  il  est  indispen- 
sable que  le  moteur  s'arrête  instantanément,  on  le  munit  d'un  frein 
automatique  très  puissant.  Lorsque  le  moteur  tourne,  le  sabot  de  ce 
frein  est  maintenu  écarté  de  la  poulie  du  moteur  par  l'aimantation 
même  des  inducteurs.  Celle-ci  devenant  nulle,  le  sabot  retombe 
brusquement  sur  la  poulie,  et  le  moteur  s'arrête. 

Si  on  veut  continuer  la  manœuvre  et  ajouter  ou  retrancher  un 
second  élément,  on  laisse  le  combinateur  dans  sa  position  et  on  ouvre 
le  circuit  à  l'exécuteur.  Le  second  enroulement  n'est  plus  alors  tra- 
versé par  le  courant,  et  le  moteur  reprend  son  mouvement  dans  le 
même  sens  jusqu'à  ce  que,  la  fourche  reliant  les  deux  autres  plots 
suivants,  il  se  produise  un  nouvel  arrêt  du  moteur. 

A  chaque  extrémité  du  réducteur,  on  a  disposé  un  interrupteur  qui, 


798 


LES  ACCUMUIATEURS  ÉLECTRIQUES 


automatiquement,  empêche  le  chariot  de  dépasser  les  plots  extrêmes. 
Arrivé  au  bout  de  sa  course,  le  chariot  agit  en  effet  sur  Tinterrapteur 
et  coupe  ainsi  le  courant  dans  Tenroulement  correspondant  au  sens 
de  marche.  Le  mouvement  du  chariot  ne  peut  plus  se  faire  alors 
qu'en  sens  inverse. 


Fio.   518.  —  Réducteur  automatique  Trumpy. 


L'ensemble  est  complété  par  un  répétiteur  électrique  semblable  à 
celui  précédemment  décrit  et  qui,  placé  au  tableau,  donne  à  tout  ins- 
tant la  position  du  chariot. 

e)  Réducteurs  automatiques .  —  Dans  les  appareils  précédents,  que 
le  réducteur  soit  commandé  directement  ou  qu'il  soit  commandé 
à  distance,  la  manœuvre  nécessite  toujours  l'intervention  de  l'élec- 
tricien chargé  de  la  surveillance  du  tableau.  Pour  éviter  cette 
intervention,  on  a  créé  des  réducteurs  qui  agissent  automatiquement 


INSTALLATIONS  AVEC  BATTERIES  A  POSTE  FIXE 


799 


et,  pendant  la  décharge  de  la  batterie,  maintiennent  la  tension  cons- 
tante en  augmentant  successivement  le  nombre  des  éléments. 

Dans  cette  catégorie  se  range  le  réducteur  Trumpy\  représenté 
schématiquemeat  en  figure  518.  Un  relais  figuré  à  la  partie  inférieure 
et  à  droite  est  relié  au  réseau  d'éclairage  ou  à  la  ligne  de  charge.  Si 
la  tension  est  insuffisante,  le  noyau  du  relais  s'abaisse  et  établit  la 


FiG.  519,  520  et  521.  —  Réducteur  automatique  Jacoby. 

communication  avec  la  vis  inférieure  ;  si,  au  contraire,  elle  est  trop 
élevée,  le  noyau  se  relève  et  le  contact  est  établi  avec  la  vis  supé- 
rieure. Dans  chacun  de  ces  cas,  le  courant  est  envoyé  dans  Tune  ou 
l'autre  des  bobines  du  commutateur  représenté  en  bas  et  à  gauche. 

Par  les  godets  de  mercure  le  courant  passe  alors  dans  Tun  des 
électro-aimants  du  réducteur.  Celui-ci  attire  son  noyau  et  entraîne 
une  fourchette.  La  dent  d'arrêt  mord  dans  la  roue  d'encliquetage  et 
fait  avancer  d'un  plot  le  frotteur  fixé  sur  le  même  axe. 

Pour  les  gros  réducteurs,  les  électro-aimants  sont  remplacés  par 
un  moteur  qui  transmet  son  mouvement  à  une  vis  sans  fin  qui  com- 
mande le  chariot  porte-balai. 

Les  figures  519,  520  et  521  montrent  la  disposition  employée  dans 
le  réducteur  G.  Jacoby^. 


1.  L'Industrie  électrique,  t.  Il,  p.  238  ; 

2.  Centralblatt    f.    Accumulatoren 
15  septembre  1901. 


25  mai  1893. 
■und   Elementenkunde. 


t.    II,      p.    250; 


800  LES  ACCUMULATEURS  ÉI-ECTRIQUES 

La  figure  519  est  une  coupe  horizontale;  la  figure  520,  une  vue  en 
élévation,  et  la  figure  521,  un  schéma  de  la  disposition. 

Les  surfaces  de  contact  a  et  o  en  communication  avec  les  éléments 
sont  placées  en  regard,  mais  avec  un  décalage,  de  telle  sorte  que, 
lorsqu'une  des  roues,  b  par  exemple,  est  en  contact  avec  la  surface 
correspondante,  l'autre  b^  repose  sur  la  couche  isolante  qui  sépare 
deux  surfaces  voisines.  Les  roues  de  contact  sont  établies  sur  un 
dispositif  de  traîneau  qui  comprend  une  bobine,  placée  en  dérivation 
sur  la  canalisation,  solidement  établie  sur  une  bride  de  supporte  et 
isolée  des  roues  de  contact  6,  b^.  Le  support  e  de  la  roue  de  con- 
tact b  traverse  la  bride  c  et  est  fixé  solidement  au  noyau  de  fer  g^  qui 
se  trouve  à  Tintérieurde  la  bobine  f.  Le  jeu  de  ce  noyau  est  juste 
suffisant  pour  permettre  à  la  roue  b  de  quitter  la  profondeur  d'un 
des  contacts  pour  glisser  sur  la  couche  isolante  et  arriver  au  contact 
suivant. 

En  dehors  de  la  bride  e,  le  support  e  est  muni  d'un  anneau  y,  qui 
est  relié  à  cette  bride  à  Taide  d*un  ressort-spirale  z  isolé. 

De  l'autre  côté,  la  roue  b^  est  munie  du  support  A,  qui  peut  se 
déplacer  dans  la  bride  par  Tinlermédiaire  du  ressort  /,  réglable  à 
volonté  au  moyen  de  la  vis  m.  De  ce  côté  les  surfaces  de  contact  et 
isolantes  sont  situées  sur  un  même  plan.  Le  ressort  /  a  comme  simple 
but  d'assurer  un  bon  contact  des  parties  conductrices  ;  une  résis- 
tance n,  également  placée  de  ce  côté,  empêche  rétablissement  de  court- 
circuits  entre  deux  éléments  voisins.  Les  deux  contacts  correspon- 
dants sont  reliés  électriquement  par  la  connexion  x,  et  le  courant 
arrive  des  éléments  par  les  conducteurs  p. 

L'enroulement  de  la  bobine /"est  relié,  d'un  côté,  en  ti,  directement 
à  la  bridée,  pendant  qu'à  l'autre  côté  est  fixé  un  contact  glissant  r  qui 
reste,  pendant  le  déplacement,  en  communication  constante  avec  le 
conducteur  t  relié  à  l'autre  pôle  de  la  batterie. 

Tout  l'appareil  est  mobile  et  suspendu  sur  les  poulies  q  par  une 
corde  ou  une  chaîne  r,  à  l'extrémité  de  laquelle  est  fixé  le  contre- 
poids .V. 

Le  fonctionnement  de  ce  réducteur  est  le  suivant  :  le  courant,  par- 
tant d'un  pôle  de  la  batterie,  passe  par  le  conducteur  ^,  le  eontact 
glissant  V,  pour  traverser  l'enroulement  de  la  bobine  /*,  puis  la  bride  e 
et  arriver  ainsi  par  un  des  contacts  b  ou  ô,  aux  surfaces  a  ou  o, 
reliées  par  la  connexion  x  et  le  conducteur  p  à  Tautre  pôle  de  la 
batterie. 

Supposons  que  le  contact  a  soit  sur  le  premier  élément  de  réduc- 


/ 


LNSTALIATIONS  AVEC  BATTERIES  A  POSTÉ  FIXE 


801 


tion,  et  que  la  tension  du  réseau  baisse  d'une  certaine  quantité.  La 
bobine/* n'étant  plus  traversée  par  un  courant  suffisant,  rattraction 
du  noyau  de  fer  g  n'est  plus  suffisante  pour  équilibrer  la  tension  du 
ressort  z\  Celui-ci  rappelle  alors,  par  l'intermédiaire  de  la  bague  y 
et  du  bras  e,  la  roue  h  du  fond  du  contact  a,  et  tout  le  mécanisme 
descend  par  glissement  sur  les  rails  d.  Dans  ce  mouvement,  la 
roue  h^  vient  d'abord  en  contact  avec  la  surface  o^,  et  un  deuxième 
élément  de  réduction  est  mis  en  circuit  par  là  connexion  x^  et  le  con- 
ducteur p^.  A  ce  moment  la  roue  h  n'a  pas  encore  quitté  le  contacta, 
de  sorte  que  le  premier  élément  de  réduction  serait  en  court-circuit 
par  pabcb^o^œ^p^,  si  on  n'avait  pas  pris  laprécaulionde  disposer  une 
résistance  n  dans  la  bride  c. 


Fio.  522.  —  Réducteur  automatique  Thîeme. 

Dès  que  la  rouo  b  a  quitté  le  contact  a,  la  bobine  fesi  placée  en 
dérivation  soas  une  tension  supérieure,  le  circuit  se  fermant  main- 
tenant par  0|  sur  le  deuxième  élément  de  réduction.  L'attraction 
du  noyau  de  fer  est  alors  redevenue  suffisante  pour  vaincre  à  nou- 
veau la  tension  du  ressorte.  L'ensemble  du  système  continue  son 
mouvement  de  descente  jusqu'à  ce  que  la  roue  b  soit  entrée  dans  le 
.  creux  du  contact  a^  par  lequel  passe  maintenant  le  courant  pendant 
que  la  roue  b^  repose  sur  la  partie  isolante. 

Quand  la  tension  baisse  à  nouveau  d'une  quantité  suffisante,  les 
mêmes  actions  se  répètent.  Le  mouvement  est  entravé  par  un  arrêt 
placé  sur  les  rails  rf,  lorsque  le  dernier  élément  de  réduction  a  été 
introduit  dans  le  circuit. 

Le    réducteur  automatique  P.  Thieme',  construit  par  la  maison 


1.  Eleklrotechn.  Zeitschr.,  t.  XXIII,  p.  ITi;  27  février  1902. 


51 


Vi2 


LE>  AOCl-liULàTEL-RS  ÉLECTHKJUES 


P.  Mever  A.-G.  et  représenté  en  figures  5±i,  523  et  5Î4,  o&e 
quelques  dispositions  intéressantes. 

Le  rédacteur  proprement  dit  '  ftg.  5^  est  à  chariot  :  c'est  un  réduc- 
teur double  dont  la  tîs  supérieure  charge  est  commandée  k  la 
main.  I^  ris  inférieure  décharge  .  qui  fait  arancer  le  chariot  d'oB 
plot  par  tour,  est  commandée  automatiquement.  A  cet  effet  on 
moteur  spbérique,  représenté  à  droite  de  la  figure  5i2,  actionne,  à 
Taide  d'une  vis  sans  fin,  une  roue  dont  Taxe  porte  an-dessus  one 
manivelle  qu'on  relie  à  celle  du  réducteur,  et  au-dessous  un  plateau 


Fia.  5*23  et  52  i.  —  Héductear  automatique  Tbieme. 

spécial.  Le  relais  est  disposé  sous  ce  plateau.  Ce  relais  est  repré- 
senté en  coupe  dans  la  figure  523,  qui  donne  en  outre  le  schéma  du 
montage.  Il  comprend  deux  bobines  f^^  f^  et  deux  armatures  soli- 
daires g^^g^^  maintenues  en  position  moyenne  par  les  ressorts  A,,  A^. 
Ces  armatures  sont  réunies  au-dessus  (au-dessous  dans  la  figure) 
p&r  un  pont  k  qui  porte  trois  plots  de  contact  /,  m,  n,  frottant  sur  le 
plateau  spécial  o  dont  il  est  parlé  plus  haut.  La  tige  t  transmet  le 
mouvement  des  armatures  à  deux  contacts  en  charbon  r^,  r,,  mobiles 
autour  des  points  u^,  u^.  Dans  la  position  moyenne,  ces  deux  con- 
tacts sont  sur  v^  et,  comme  ils  sont  réunis  aux  bornes  ^|,  x^^  du 
moteur,  celui-ci  est  en  court-circuit.  L*excitation  du  moteur  est 
indépendante. 

Si  on  suppose  que  la  tension  diminue,  c  vient  en  contact  avec  d  ; 
le  courant  traverse  la  bobine  f^  î  l'armature  ^j  étant  attirée,  r,  com- 
munique avec  i?a  et  r^  avec  v^ .  Un  courant  traverse  le  moteur,  qui 
tourne  dans  un  certain  sens,  entraînant  dans  sa  rotation  le  plateau  o. 
Par  suite  du  déplacement  du  pont  k  avec  Tarmature  y,,  les  con- 
tacts n,  w,  /  glissent  sur  la  droite.  Dans  ce  mouvement,  n  reste  en 


INSTALIATIONS  AVEC  BATTERIES  A  POSTE  FIXE  803 

communication  iivec  le  cercle  conducteur  central  du  plateau  o,  tan- 
dis que  m  vient  appuyer  sur  Tanneau  conducteur  p  de  ce  même  plateau. 
Comme  Tanneau  et  le  cercle  sont  reliés  électriquement,  il  en  résulte 
qu*à  partir  de  cet  instant  le  courant  passe  dans  la  bobine  f^  indépen- 
damment du  circuit  crf.  Par  conséquent,  lorsque  le  mouvement 
réducteur  est  commencé,  il  ne  peut  s'arrêter  que  lorsque  le  chariot 
a  avancé  d'un  plot. 

Il  s'arrête  en  effet  à  ce  moment,  car  Tanneau  du  plateau  o  possède 
une'  partie  isolante  «,  et  le  circuit  de  la  bobine  f^  est  interrompu 
après  un  tour  exact.  Si,  en  même  temps,  la  tension  a  suffisamment 
remonté  pour  que  le  circuit  soit  interrompu  çn  cû?,  la  bobine /*,  n'étant 
plus  traversée  par  aucun  courant,  Tarmature  g^^  et  par  suite  la  tige  i, 
est  rappelée,  et  le  moteur  est  mis  en  court-circuit  par  r^,  Vg,  r,;  il  y 
a  freinage  électrique  et,  par  suite,  arrêt  brusque  du  moteur.  Si,  au 
contraire,  la  tension  n'a  pas  suffisamment  remonté,  le  contact  cd 
subsiste,  et  le  mouvement  recommence  pour  un  second  tour. 

Dans  le  cas  où  la  tension  est  trop  élevée,  le  contact  s'établit  en  hc^ 
Tarmature^f  est  attirée  et,  le  courant  traversant  le  moteur  en  sens 
inverse,  celui-ci  tourne  dans  un  sens  opposé  au  précédent,  il  y  a 
diminution  du  nombre  d'éléments.  Le  mécanisme  reste  le  même  que 
ci-dessus,  le  contact  l  venant  en  communication  avec  l'anneau  con- 
ducteur du  plateau  o. 

Comme  dans  les  réducteurs  précédents,  des  interrupteurs  de 
sûreté  coupent  le  circuit  des  bobines  lorsque  le  chariot  du  réducteur 
arrive  à  bout  de  course. 

Le  réducteur  automatique  R.  Thury,  construit  par  H.  Cuénod, 
à  Genève,  est  représenté  en  figure  525.  C'est  un  réducteur  circulaire. 
Le  mécanisme,  nettement  indiqué  par  la  figure  526,  est  le  suivant  : 
l'appareil  de  mesure  du  régulateur  est  formé  d'un  inducteur  à  cir- 
cuit mécanique  fermé,  sauf  un  entrefer  unique  de  forme  annulaire, 
dans  lequel  se  meut  la  bobine  B  placée  en  dérivation  sur  le  réseau 
ou  aux  bornes  de  la  batterie  dont  on  veut  maintenir  la  tension  cons- 
tante. La  bobine  B,  très  légère,  est  fixée  sur  un  des  bras  d'un  levier 
contre-coudé,  qui  porte  à  une  extrémité  un  ressort  de  réglage  A,  et, 
à  l'autre,  une  butée  C  en  acier  trempé. 

Si  la  tension  est  normale,  le  courant  traversant  la  bobine  ainsi  que 
l'enroulement  inducteur  est  normal,  et  le  levier  prend  utie  position 
moyenne.  Lorsque  la  tension  augmente,  la  bobine  est  soulevée  par 
l'action  magnétique  etla  butée  C  occupe  sa  position  inférieure.  La  ten- 
sion diminuant,  au  contraire,  la  butée  prend  sa  position  supérieure. 


804  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

C'est  cette  butée  qui  assure  le  réglage  sans  faire  varier  la  sensibi- 


F1O4  325.  —  Réducteur  automatique  Thury. 
lité  de  l'appareil  de  mesure  utilisé.  A  cet  effet,  la  butée  C  se  trouve 


FiG.  o26.  —  Mécanisme  du  réducteur  automatique  Thurj*. 
sur  la  trajectoire  du  système  d'encliquetage  D,  qui,  par  la  pièce  E, 


INSTALLATIONS  AVEC  BATTERIES  A  POSTE  FIXE  805 

reçoit  un  mouvemeat  régulier  de  balancement  autour  de  Taxe  de 
Fappareil. 

Quand  la  butée  est  dans  sa  position  moyenne  pendant  ce  mou- 
vement, elle  n'est  pas  touchée  par  les  leviers  coudés  K  qui  servent 
d'arrêts  aux  cliquets,  Tun  de  ceux-ci  passant  par-dessus  et  Tautre 
par-dessous  la  butée.  La  tension  augmentant,  C  butera  contre  le 
petit  levier  coudé  de  droite,  qui  se  relèvera  et  laissera  ainsi  tomber 
le  cliquet  I  correspondant  sur  la  roue  dentée  qui  sera  entraînée  dans 
un  sens.  Celle-ci  sera  entraînée  en  sens  inverse  si  la  tension  vient  à 
diminuer.  La  manette  du  réducteur  suit  les  mouvements  de  la  roue 
dentée  II. 


CHAPITRE  m 
BATTERIES-UMPOir 


Nous  étudierons  spécialement  ces  batteries,  quoiqu'elles  appar- 
tiennent aux  types  à  poste  fixe,  parce  que  leur  fonctionnement  pré- 
sente des  particularités  intéressantes. 

On  appelle  batterie-tampon  ou  batterie-volant  toute  batterie 
d'accumulateurs  placée  soit  dans  une  station  centrale  (d^éclairage 
ou  de  tramways),  soit  encore  en  un  point  quelconque  d'un  réseau 
électrique,  et  qui,  branchée  en  parallèle  avec  les  machines,  a  pour 
fonction  de  régulariser  le  débit  de  celles-ci  et  de  maintenir  plus 
constante  la  tension  du  réseau. 

On  utilise  à  cet  effet  la  propriété  que  possède  Taccumulateur 
d'avoir  une  force  électromotrice  peu  variable  et  une  résistance  inté- 
rieure faible.  Dans  ces  conditions,  si  on  suppose  un  réseau  électrique 
assez  étendu  et  à  charge  variable,  alimenté  seulement  par  des 
machines,  il  pourra  se  produire  en  certains  points  des  variations  de 
tension  inacceptables.  Une  batterie  convenablement  choisie,  placée 
en  ces  points,  réduira  considérablement  ces  variations,  tantôt  en 
débitant  parallèlement  avec  les  machines,  tantôt  au  contraire  en 
absorbant  le  courant  de  celles-ci  pour  sa  charge.  Non  seulement  la 
batterie  régularisera  la  tension,  mais  encore  son  effet  bienfaisant  se 
fera  sentir  sur  le  débit  des  machines  qui  deviendra  presque  cons- 
tant. Il  en  résulte,  comme  on  le  verra  plus  loin,  des  avantages  consi- 
dérables au  point  de  vue  de  l'économie  d'installation  et  d'exploi- 
tation. 

C'est  surtout  sur  les  réseaux  de  tramways,  dont  la  charge  est, 
comme  on  sait,  essentiellement  variable,  que  sont  utilisées  les  batte- 
ries-tampon. 


BATTERIES-TAMPON 


807 


Calcul  d'une  batterie-tampon.—  Dans  la  première  partie  de  ce  traité 
nous  avons  étudié  en  détail  les  variations  de  la  différence  de  poten- 
tiel des  accumulateurs,  en  fonction  de  Tintensité  et  dans  les  diffé* 
rents  états.  C'est  dire  que  tous  les  éléments  de  fonctionnement 
d'une  batterie-tampon  nous  sont  maintenant  connus. 

Si  on  trace,  comme  en  figure  85,  la  courbe  représentant,  pour  une 
batterie  donnée,  la  variation  de  la  différence  de  potentiel  en  fonction 
de  Tintensité  (charge  à  droite  de  oa  et  décharge  à  gauche),  la  caracté- 
ristique ainsi  obtenue  permettra  de  juger  de  Tefficacité  de  la  batterie 
employée  comme  volant.  La  batterie  parfaite  à  ce  point  de  vue  pos- 
séderait une  caractéristique  horizontale.  Une  telle  batterie  devrait 
avoir  non  seulement  une  résistance  nulle,  mais  encore  une  force 
électromotrice  absolument  invariable. 

Si  la  courbe  caractéristique  représente  la  variation  de  la  diffé- 
rence de  potentiel  instantanée  en  fonction  de  l'intensité,  il  est  bien 
évident  qu'en  chaque  point  de  la  courbe  là  résistance  intérieure  de 
la  batterie  sera  déterminée  par  : 

R  =  tga. 

L'action  régulatrice  d'une  batterie  dont  on  connaît  la  caractéris- 
tique, fonctionnant  en  parallèle  avec  une  dynamo  dont  on  connaît 
également  la  caractéristique,  peut  se  déterminer  aisémentà  l'aide  de 
la  méthode  graphique  de  Moritz  Kœhn  ^ 


FiG.  527.  —  Méthode  graphique  M.  Koehn. 

La  figure  527  représente,  en  A,  la  caractéristique  de  la  batterie  ;  en 
D,  celle  de  la  dynamo. 

On  voit  clairement  que,  pour  la  différence  de  potentiel  e  =  01,  la 


1.   Elektrolechn,  Zeitschr,,  t.  XXI,  p.  78;  25  janvier  1900. 


808 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


machine  débite  un  courant  d'intensité  t  =  ii'  entièrement  utilisé 
dans  le  circuit  extérieur,  la  batterie  étant  en  repos.  Si  la  différence 
de  potentiel  vient  à  croître,  la  batterie  charge;  ainsi,  au  point 
e  =r  02,  la  machine  débite  un  courant  d'intensité  t  =  22'  dont  une 
partie  22^  charge  la  batterie,  et  rautre2'2*,  le  réseau.  Au  point  «=03, 
il  n'y  a  plus  de  courant  sur  le  réseau,  toute  l'intensité  de  la  machine 
passant  dans  la  batterie. 


Fio.  52S.  —  Méthode  graphique  M.  Kœhn. 


Au  contraire,  si  la  différence  de  potentiel  descend  au-dessous 
de  01,1a  batterie  débite  concurremment  avec  la  machine,  sur  le 
réseau  ;  ainsi,  pour  e  ==  04,  la  batterie  fournira  au  réseau  un  courant 
d'intensité  i  =  AA"  et  la  machine  t  =  44',  l'intensité  totale  dans  le 
circuit  extérieur  devenant  égale  à  4'4''. 

A  l'aide  de  ces  deux  courbes,  on  représentera  facilement  la  varia- 
tion de  la  différence  de  potentiel  avec  Tintensité  sur  le  réseau.  Cette 
courbe  caractéristique  L  du  circuit  extérieur  peut  être  tracée  soit  à 
droite  de  l'axe  des  ordonnées,  comme  en  figure  528,  soit  à  gauche, 
comme  dans  les  figures  suivantes.  La  figure  528  montre  très  nette- 
ment l'infiuence  de  la  batterie-tampon  ;  entre  les  deux  valeurs 
i„,„  =  01  et  îcnin  =  0,  la  différence  de  potentiel  du  réseau  oscillerait 
entre  e  =  0o  ei  e  =  12,  si  la  machine  alimentait  seule  le  réseau. 
L'emploi  de  la  batterie  réduit  cette  variation  entre  e  =04  et  c=  13. 

Si  on  connaît  la  variation  de  l'intensité  du  réseau,  on  déterminera 
de  la  façon  suivante,  en  fonction  du  temps,  la  variation  deTintensité 
de  courant  de  la  batterie  et  de  la  machine. 

On  représentera  (Voir  fig.  529)  les  caractéristiques  D  et  A,  ainsi 
que  la  courbe  S  de  variation  du  courant  dans  le  réseau.  Taxe  infé- 
rieur des  ordonnées  représentant  les  temps,  etcelui  des  abscisses,  les 
intensités.  Pour  la  consommation  maxima  ab  =  a'6',  la  batterie 
fournira  ac  =  ac.  Quand  l'intensité  extérieure  sera  g'h'  =  gh^  la 
batterie  sera  au  repos.  L'intensité  extérieure  devenant  nulle,  la  bat- 


BATTERIES-TAMPON 


809 


Fio.  329.  —  Méthode  graphique  M.  Kœhn. 


FiG.  530.  —  Méthode  graphique  M.  Kœhn. 


8i0 


LES  ACCL1IULATELT18  ÉLECTRIQUES 


terie  chargera  ef  =  ef.  En  prenant  an  nombre  suffisant  de  points 
on  poarra  tracer  la  courbe  /br,  dont  la  surface  hachurée  horizonta- 
lement représente  les  ampères-heares  débités  par  la  batterie,  et  la 
sarface  à  hachures  verticales,  la  charge  de  celle-ci  en  ampères- 
heures. 

Le  rapport  entre  la  quantité  d'électricité  fournie  par  la  batterie  et 
celle  qu'elle  charge  varie  essentiellement  avec  la  caractéristique  de 
la  machine,  ainsi  que  le  montre  la  figure  S30,  dans  laquelle  le  rapport 


FiG.  331.  —  Méthode  graphique  M.  Kœhn. 


considéré  est  celui  des  surfaces  0,  i,  2,  à  %,  3,  4  dans  le  cas  de  la 
caractéristique  D,  et  celui  des  surfaces  0,  5,  6  à  6,  7^  4  dans  le  cas 
d'une  caractéristique  légèrement  différente  D'. 

L'influence  de  la  caractéristique  de  la  batterie  est  également  consi- 
dérable: ainsi,  pour  la  caractéristique  D  de  la  machine  et  A  de  la 
batterie,  on  obtient  comme  caractéristique  extérieure  L  (Voir  fig.  53i }, 
et  la  quantité  d'électricité  débitée  par  la  batterie  pendant  la  période  S 
est  représentée  par  la  surface  6,  5,  7,  4.  Avec  une  batterie  plus 
parfaite  de  caractéristique  A',  cette  surface  deviendrait  6,  8,  7,  4. 

Une  batterie  absolument  parfaite  de  résistance  nulle  fournirait 
toute  la  quantité  d'électricité  représentée  par  la  surface  6,  7,  4  et 


BATTERIES-TAMPON 


811 


correspondante   à  l'intensité   ext.érieure   supérieure    à    Tintensité 
moyenne  01. 

Ces  graphiques  montrent  qu'une  batterie-tampon  ne  peut  être 
efficace  qu'en  présence  d'une  dynamo  ayant  une  caractéristique  tom- 
bante, ce  qui  exclut  le  cas  des  dynamos  série,  compound  et  hyper- 
compound.  Une  batterie-tampon  ne  peut  donc  fonctionner  qu'en  pré- 


Fio.  532.  — '  Méthode  graphique  M.  Rœhn. 


sence  d'une  dynamo  shunt.  Plus  la  caractéristique  de  cette  dynamo 
sera  tombante  et  plus  la  batterie  agira  efficacement  quant  à  la  régu- 
larisation de  rintensité  de  la  dynamo. 

Pour  calculer  une  batterie-tampon  d'une  exploitation  dont  on 
connaîtra  les  variations  d'intensité  S'  {fig,  532),  on  tracera  d'abord  la 
caractéristique  D  de  la  machine. 

On  supposera  que  la  batterie  doit  rester  au  repos  pour  une  inten- 
sité extérieure  égale  à  l'intensité  moyenne  J^,  ou  mieux  pour  une 
intensité  légèrement  supérieure  J,„  (1  -f-|A}  =  01,  de  façon  que  la  bat- 
terie débite  un  peu  moins  qu'elle  ne  charge.  Ce  courant  moyen 
devant  être  fourni  par  la  machine  seule,  la  différence  de  potentiel 


812  LES  ACCt-MCLATEURS  ÉLECTRIQUES 

de  la  machine  sera  alors  «  =  23,  et  la  force  électromotrice  de  la 
batterieÔîrz:^. 

Connaissant  la  force  électromotrice  e^  d*un  élément,  le  nombre 
d'éléments  sera  donné  par  ! 


Une  batterie  parfaite  fournirait  en  ampères-heures,  pour  la  période 
où  rintensîté  extérieure  est  supérieure  à  J^  (i  4-  F^)*  une  quantité 
correspondante  à  la  surface  5,  6,  7. 

En  réalité,  la  batterie  ne  fournira  qu*une  fraction  i/i  a  2/3  de 
cette  surface.  Pour  le  choix  de  la  batterie,  il  faut  considérer,  d'une 
part,  que  sa  capacité  doit  être  au  moins  égale  à  celle  que  nécessite 
la  plus  forte  période  de  décharge.  Il  faut,  d'autre  part,  que  la  batterie 
puisse  supporter  sans  inconvénient  l'intensité  maxiroa.  En  général, 
c'est  cette  dernière  condition  qui  prime,  les  capacités  exigées  pen- 
dant les  périodes  de  décharge  étant  relativement  faibles  pendant  le 
fonctionnement  en  tampon.  Dans  ce  cas,  on  choisit  souvent  en  pra- 
tique le  type  de  batterie  qui  peut  donner  pendant  une  heure  Tinten- 
site  maxima  de  décliarge. 

Si  on  se  donne  une  limite  de  la  variation  de  tension  du  réseau, 
c'est-à-dire  la  caractéristique  extérieure,  on  en  déduira  d'après  les 
courbes  la  caractéristique  de  la  batterie  et,  par  suite,  la  grosseur  des 
éléments.  La  répartition  du  courant  entre  la  dynamo  et  la  batterie 
se  déterminera  comme  ci-dessus  en  faisant  passer  la  caractéristique 
de  la  batterie  par  le  point  4. 

Pour  le  nombre  d'éléments,  avec  les  concentrations  d'acide  ordi- 
nairement employées,  on  prend  en  pratique  n  compris  entre 


^0         _»  ^l\ 

2      •'^      îfi^' 


la  force  électromotrice  d'un  élément   étant  comprise   entre  â  et 
2,05  volts. 

D'autres  considérations  peuvent  également  intervenir  dans  le 
choix  d'une  batterie-tampon.  C'est  ainsi  que  très  souvent,  outre 
l'action  régulatrice,  on  tire  profit  des  autres  qualités  précieuses  que 
possède  la  batterie.  Dans  les  réseaux  de  tramways  notamment,  on 
exige  de  la  batterie  qu'elle  assure  seule  le  petit  service,  le  matin  et 
le  soir,  ce  qui  permet  de  faire  tourner  moins  longtemps  les  machines 


BATTERIES-TAMPON 


813 


et,  en  outre,  de  n^utiliser  celleâ-ci  qu'à  pleine  puissance.  On  devra 
dans  ces  cas  prendre  en  considération  la  capacité  nécessaire  pour 
assurer  le  service  demandé. 

Comme  montage,  les  batteries-tampon  ne  diffèrent  pas  des  batte- 
ries ordinaires  à  poste  fixe  ;  cependant,  comme  en  général  les  inten- 
sités sont  très  élevées,  il  convient  de  calculer  en  conséquence  la 
section  des  connexions.  Les  meilleures  conditions  d'utilisation  ont 
été  étudiées  dans  la  première  partie  ;  nous  n'y  reviendrons  pas  ici. 

Résultats  pratiques  sur  la  régularisation  de  la  tension  ainsi  que  de 
la  charge  des  dynamos.  —  La  méthode  graphique  nous   a  montré 


0  î  2  5  é  s  s  7  ê  3  ma  n î3 li isiân  18 isiûi! :.'zuà 
Minutes 

Fio.  533.  —  Courbes  de  Fusine  des  tramways  de  Zurich. 


l 'action  régulatrice  que  produit  une  batterie-tampon  sur  un  réseau  à 
charge  variable.  La  tension  du  réseau  se  maintient  beaucoup  plus 
constante,  et  l'intensité  débitée  par  les  machines  oscille  dans  de  bien 
moins  grandes  limites. 

Il  est  intéressant  de  constater  par  quelques  exemples  que  ces 
excellents  résultats  se  confirment  en  pratique. 

La  figure  533  représente  les  courbes  relatives  à  une  des  premières 
installations  avec  batterie-tampon.  C'est  l'usine  des  tramways  de  la 
ligne  Zurich-Hirslanden,  dans  laquelle  la  batterie,  installée  en  1894, 
fonctionna  comme  batterie-tampon  à  partir  de  1896. 

Sans  vouloir  entrer  dans  les  détails  de  l'installation  ^  mention- 
nons cependant  que  l'usine  comprend  deux  génératrices  shunt  de 
60  kilowatts  sous  350  volts.  La  batterie  se  compose  de  270  éléments 


1.  L'Éclairage  électrique,  t.  XIII,  p.  T8»;  9  octobre  1897. 


814  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

da  type  Tudor,  d'ane  capacité  de  240  ampères-heures  aa  régime  de 
21  ampères. 

Sur  la  figure,  la  courbe  ab  représente  Fintensîté  fournie  an  réseau, 
la  courbe  cd  indique  la  variation  du  courant  des  machines  après 
adjonction  de  la  batterie-tampon,  et  la  courbe  ef^  la  tension  du 
réseau  dans  ce  dernier  cas.  Tandis  que,  sur  le  réseau,  Fintensité 
varie  de  20  à  210  ampères,  avec  une  valeur  moyenne  de  90  ampères, 
le  courant  débité  par  les  dynamos  ne  varie  qu'entre  72  et  102  am- 
pères, limites  rarement  atteintes,  et  plus  généralement  entre  85 
et  90  ampères.  La  tension  du  réseau  ne  varie  que  de  535  à  560  volts. 

Depuis  cette  installation,  très  nombreuses  sont  devenues  les  exploi- 
tations par  batterie-tampon.  Dans  les  unes,  la  batterie  agit  seule 
comme  régulatrice;  dans  les  autres,  que  nous  étudierons  dans  la 
suite,  Faction  régulatrice  est  rendue  plus  parfaite  par  Fadjonction  à 
la  batterie  d'un  organe  automatique  (régulateur,  survolteur,  etc.). 

Parmi  les  exploitations  avec  batterie-tampon  seule,  citons  encore 
celle  des  tramways  de  Reichenberg  ^  (Autriche-Hongrie).  Les  deux 
machines  dynamos  sont  à  excitation  shunt  et  peuvent  donner  cha- 
cune 184  ampères  sous  600  volts.  La  batterie-tampon,  du  type 
G.  Hagen,  se  compose  de  290  éléments  d'une  capacité  de  264  am- 
pères-heures au  régime  d'une  heure.  Elle  peut  débiter  530  ampères 
pendant  de  courts  intervalles  et  se  charger  à  164  ampères  comme 
intensité  maxima.  Cette  batterie  ne  sert  pas  seulement  de  régula- 
trice, mais  encore  assure  seule  Fexploitation  pendant  les  heures  de 
moindre  trafic,  le  matin  de  six  heures  et  demie  à  huit  heures,  et  le 
'  soir  de  huit  heures  jusqu'à  la  fin  du  service. 

Les  courbes  de  la  figure  534  montrent  les  variations  d'intensité  et 
de  tension  dans  le  cas  de  l'exploitation  par  machine  seule. 

La  figure  535  donne  les  mêmes  éléments  pour  Fexploitation  par 
batterie  seule,  le  matiin  avant  huit  heures. 

La  figure  536  se  rapporte  à  la  marche  en  parallèle  :  la  courbe  a 
représente  l'intensité  fournie  par  la  machine;  6,  celle  fournie  ou  reçue 
par  la  batterie,  et  la  courbe  c,  les  variations  de  tension. 

L'examen  de  ces  courbes  montre  que  tandis  que,  dans  le  cas  d'ex- 
ploitation par  machine  seule,  le  courant  de  celle-ci  oscille  entre  12  et 
190  ampères,  par  Fadjonction  de  la  batterie -tampon  il  ne  varie  plus 
que  de  87  à  105  ampères.  Dans  le  premier  cas,  les  limites  extrêmes 
de  la  tension  sont  558  et  620  volts,  alors  qu^elles  ne  sont  plus   que 

1.  LÉclaivaye  éîechnque,  t.  XXII,  p.  418;  17  mars  1900. 


BATTERIES-TAMPON  8 1 5 

586  à  628  dans  le  second  cas.  Si  on  considère  maintenant  les  varia- 


20        fs         âûMinutes 


Fio.  534.  —  Courbes  des  tramways  de  Reichenberg. 


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Fio.  535.  —  Courbes  des  tramways  de  Reichenberg. 


lions  de  puissance  de  la  machine,  elles   ne  sont  plus  comprises 
qu'entre  61  et  54  kilowatts  au  lieu  de  106  à  7  kilowatts. 


816 


LES  ACCL-MILATEIRS  ÉI^CTRIQL-ES 


Dans  la  première  partie  de  ce  traité,  nous  avons  montré  que  le 
rendement  des  accumulateurs  fonctionnant  en  tampon  peut  être 
très  élevé. 

Ce  fait  est  également  constaté  en  pratique.  Signalons  comme 
exemple  une  batterie-tampon  du  type  T.  E.  M  installée  à  Tusine  des 


Fio.  536.  —  Courbes  des  tramways  de  Reichenberg. 

tramways  de  Saint-Ouen  et  sur  laquelle  nous  avons  trouvé  un  rende- 
ment en  ampères-heures  égal  à  960/0  pendant  le  fonctionnement  en 
tampon.  Les  périodes  successives  de  charge  et  de  décharge  étaient 
cependant  assez  longues  et  atteignaient  parfois  cinq  à  six  minutes. 
Les  génératrices  débitaient  à  intensité  presque  constante  malgré 
les  énormes  variations  (0  à  300  ampères)  du  réseau.  La  tension  du 
réseau  était  presque  constante,  les  valeurs  limites,  rarement 
atteintes,  étant  440  volts  et  465  volts. 


Sur  les  avantages  économiques  résultant  de  la  présence  d'une 
batterie-tampon.  —  Dans  une  installation  à  charge  variable,  on  tire 
grand  avantage,  au  point  de  vue  économique,  à  employer  une  balte- 
rie-tampon  et  à  ne  calculer  les  machines  que  pour  le  débit  moyen. 
Dans  ces  conditions,  le  prix  d'achat  de  la  batterie  compense  en  géné- 
ral Téconomie  faite  sur  Tacquisition  des  chaudières,  machines  à 
vapeur  et  dynamos.  On  bénéficie  alors  de  tous  les  avantages 
oITerts  par  la  batterie-tampon  et  qui  sont  : 

1*  Economie  de  charbon,  suffisante  dans  bien  des  cas  pour  com- 
penser Tachât  des  accumulateurs  ; 


BATTERIES-TAMPON  817 

2^  Diminution  du  temps  de  marche  des  machines,  par  suite  de 
Talimentation  directe  par  la  batterie  du  réseau,  pendant  les  heures 
de  faible  trafic,  le  matin  et  le  soir  ; 

3®  Diminution  de  Tusure  des  machines  par  suite  d*une  plus 
grande  uniformité  de  la  charge  ; 

4<^  Sécurité  d'exploitation,  la  batterie  pouvant  momentanément 
assurer  seule  le  service,  lors  d'un  accident  de  machine. 

Pour  des  installations  de  tramways  à  grand  trafic,  la  variation  de 
la  charge  des  machines  peut  devenir  relativement  faible,  de  sorte 
que,  dans  ce  cas,  le  prix  d'achat  des  accumulateurs  peut  n'être  pas 
compensé  par  l'économie  sur  l'achat  des  machines.  Néanmoins  les 
avantages  mentionnés  ci-dessus  sont  suffisants  pour  justifier  l'achat 
de  la  batterie. 

Dans  le  cas  des  lignes  de  tramways  à  long  parcours,  la  présence 
d'une  batterie-tampon  sur  la  ligne  même  peut  amener  une  économie 
considérable  dans  la  canalisation. 

On  comprend  en  effet  qu'à  perte  égale  de  tension  dans  la  ligne,  la 
section  du  fil  pourra  être  prise  plus  faible  lors  de  la  présence  de  la 
batterie,  puisque,  dans  ce  cas,  il  n'y  a  à  considérer  que  l'intensité 
moyenne,  beaucoup  plus  faible  que  l'intensité  maxima  du  réseau. 

Voici,  par  exemple,  quelques  chiffres  relatifs  à  la  ligne  Haspe- 
Gevelsberg,  à  Hagen,  en  Westphalie.  La  ligne  était  déjà  en  exploi- 
tation sur  2  kilomètres,  et  il  s'agissait  de  prolonger  la  ligne  de  6^"",!. 

Valait -il  mieux  faire  l'exploitation  directe  ou  placer  une  batterie- 
tampon?  Pour  résoudre  la  question,  on  a  calculé  ^  les  coûts  d'instal- 
lation et  d'exploitation  dans  les  deux  cas. 

Avec  la  batterie-tampon  installée  à  2^'",5  de  l'extrémité  de  la 
ligne,  on  avait  : 


CALCUL   DU  GOUT   D  INSTALLATION 

Francs 

Batterie  de  165  ampères-heures,  au  régime  d'une  heure. . . .  22.746,60 

Construction 4. 444,45 

Acquisition  du  terrain 987,65 

Tableau  de  distribution 2.222,20 

Conducteurs 35.042,70 

Isolateurs,  montage 10.765,30 

Total 76.208,90 

1.  L.  Gebhard,  Conférence  du  12  avril  1899  à  la  Société  des  Électriciens  de 
Berlin. 

52 


A^'umalateurs,  5  O  0  d'intérêt,  amortissement  en  10  ans  et 

reprise  dn  TÎeax  matériel  poar  ISO  0  da  prix  d'achat 2.6h3.50 

Constm^rtion,  5  0  0  d'intén^t.  amortissement  en  40  ans 256.^0 

Tableau                       —                       —              en  20  ans ITT.h»^ 

Conducteurs               —                       —              en  20  ans 3.66i.«iO 

Terrain,                       —             49.*0 

Vi>ile  de  ball»f rie 1 .35X10 

Total 8.  I85,iû 

Par  exploitaiioD  directe,  les  frais  d'installation  sëleraient  à: 

FrmKt 

Conducteurs 144.664,35 

Matériel  isolant  et  monlai:e 38.271.03 

Total. t82.935A> 

En  supposant  un  intérêt  à  5  0  0  et  on  amortissement  en  vingt  ans, 
les  frais  annuels  d*expIoitation,  correspondante  ce  chiffre,  montaient 
k  14.634  fr.  85. 

Ainsi  la  batterie-tampon  a  permis  de  réduire  ici  les  frais  d'instal- 
lation et  d'exploitation. 

Lorsqu'on  doit  augmenter  le  traBc  d'une  ligne  déjà  existante,  on 
peut  également  adopter  une  batterie-tampon,  qui  réduit  les  frais 
d'installation. 

Comme  exemple  d'un  tel  cas,  citons  la  ligne  Chestmit  Hill,  de 
Philadelphie  ^  Le  trafic  augmentant,  les  câbles  existants  n'étaient 
plus  suffisants  pour  assurer  le  service.  Comme,  en  outre,  la  ligne 
devait  être  prolongée,  s'il  avait  fallu  augmenter  la  section  et  la  lon- 
gueur des  câbles,  la  dépense  aurait  été  d'environ  i. 375.000  francs. 

Deux  autres  solutions  étaient  à  étudier  : 

i^  Ktablir  vers  l'extrémité  de  la  ligne  une  petite  usine  génératrice 
spéciale  ; 

2"*  Au  lieu  de  cette  usine,  installer  une  batterie-tampon. 

L'usine,  devant  être  prévue  pour  750  kilowatts,  aurait  coûté 
423.000  francs.  Le  prix  de  revient  du  kilowatt-heure  produit  aurait 
été  assez  élevé,  7,5  centimes  (non  compris  frais  généraux,  intérêt, 
amortissement). 

La   batterie  qui    fut   choisie    n'entraîna  que    1^.000  francs  de 

i.  Ch.  Hewitt,  VÉclairage  électrique,  t.  XII,  p.  122;  10  juillet  1897. 


BATTERIES-TAMPON  819 

dépenses  d'iastallation  (y  compris  terrain,  bâtiments,  batterie  et 
accessoires). 

Si  on  ajoute  à  ce  chiffre  le  prix  d'un  survolteur  (40.000  francs) 
installé  à  Tusine,  on  a  comme  frais  de  premier  établissement 
165.000  francs,  d*où  économie  de  260.000  francs.  Dans  les  deux  cas, 
rinstallation  de  nouveaux  câbles  et  la  transformation  des  anciennes 
canalisations  coûtaient  65.000  francs. 

Quant  aux  dépenses  d'exploitation,  elles  se  chiffraient  comme  sui«t 
pour  un  mois  : 

USINK   GéNiRATRlCE   SUPPLEMENTAIRE 

Francs 

134.848,919  kilowatls-beures  à  0  fr.  075  fournis  par  la  station 

régulatrice  à  la  ligne 10.113,65 

Intérêt,  5  0/0  sur25.000  francs 1 .770,85 

Dépréciation 1 .770,85 

Assurances,  impôts,  etc 1 .000 

Total 14.655,35 


STATION  D  ACCUMULATEURS 


Francs 


Kilowatts-heures  fournis  (136.576,919)  et  kilowatls-heures  en- 
gendrés par  le  survolteur  (34.234,648)  -—  170.811,567  kw.-h. 

à  0,035=  T). 978,40 

Main-d'œuvre  et  matières  premières  à  la  station  régulatrice.  898,65 

Dépréciation  de  la  batterie,  5  0/0  par  an 416,65 

Intérêt  à  5  0/0  par  an,  sur  165.000  francs 687,50 

Assurances,  impôts,  etc 160 

Total 8.141,20 

En  résumé,  l'emploi  de  la  batterie  a  permis  de  réaliser  une  écono- 
mie de  260.000  francs  sur  les  frais  de  premier  établissement,  et  de 
75.000  à  78.000  francs  par  an  sur  les  dépenses  d'exploitation. 

Nous  avons  indiqué  précédemment,  comme  autre  avantage  résul- 
tant de  Femploi  d'une  batterie-tampon,  l'économie  de  charbon  que 
Ton  réalise  en  faisant  fonctionner  constamment  les  machines  à  pleine 
charge.  Pour  donner  une  idée  de  cet  avantage,  nous  prendrons 
comme  exemple  le  réseau  de  la  Compagnie  des  tramways  d'Alger. 
Là  batterie-tampon  se  compose  de  270  éléments  Union  d'une  capa- 
cité de  400  ampères-heures  au  régime  d'une  heure. 

Avant  sa  mise  en  service,  il  était  nécessaire  de  marcher  avec  deux 


820 


LE-S  ACCUML'UiTEL'RS  ÉLECTRIQUES 


groapes  de  200  kilowatts  pendaDl  la  majeure  partie  de  la  journée, 
afin  de  parer  aux  à-coups  atteignant  parfois  800  à  1.000  ampères, 
et  faisant  donner  aux  machines  50  0/0  en  plus  de  leur  puissance 
normale. 

Depuis  rinslallation  de  la  batterie,  le  service  est  assuré  par 
celle-ci  de  quatre  heures  et  demie  du  matin  à  cinq  heures  et  demie  da 
matin.  De  cinq  heures  et  demie  du  matin  à  cinq  heures  et  demie  da 
soir,  la  batterie  fonctionne  en  parallèle  avec  une  seule  machine  ;  de 
cinq  heures  et  demie  du  soir  à  dix  heures  et  demie  du  soir,  deux 
machines  et  la  batterie  sont  nécessaires  ;  enGn,  de  dix  heures  et  demie 
du  soir  jusqu'à  la  fin  du  service,  la  batterie  débite  seule  et  assure,  en 
outre,  Téclairage  du  dépôt  pendant  toute  la  nuit. 

Dans  ces  conditions,  les  machines  travaillent  constamment  à  leur 
puissance  normale,  c'est-à-dire  dans  les  meilleures  conditions  de 
rendement.  L'économie  de  charbon  procurée  par  la  présence  de  la 
batterie  ressort  clairement  du  tableau  suivant. 


MnIS 

t:ON>OMMATIf»N    DE  CHARBON 
en  kilof^rammes 

PAU     KILOWATT- H  E-U  RE 

0BSERVAT10X5 

Avril  1901 

Mai 

2,846 
2,940 
2,776 
2,623 
2,623 
2,429 
2,232 
l,93i 
1,855 
1,921 
1,940 
1,944 

Mise  en  service  de  la  hallerie, 
le  22  septembre  19Ul. 

Juin 

Juillet 

Août 

Septembre 

Octobre 

Novembre 

Décembre 

Janvier  1902... 

Février 

Mars 

Il  est  à  remarquer  que  les  premiers  jours  après  la  mise  en  route 
de  la  batterie  ont  été  employés  à  la  désulfatation  et  au  réglage. 

Ce  tableau  montre  que  la  consommation  moyenne  pour  les  cinq 
mois  (avril,  mai,  juin,  juillet,  août)  d'exploitation  par  machines 
seules  atteint  2^*^,74  par  kilowatt-heure.  Pour  les  cinq  mois  (no- 
vembre, décembre,  janvier,  février,  mars)  d'exploitation  avec  balle- 
rie-tampon,  la  consommation  descend  à  i*',918  de  charbon  par 
kilowatt-heure,  ce  qui  représente  une  économie  de  30  0/0  sur  Je 
combustible. 


BATTERIES-TAMPON  821 

Ajoutons  que  la  présence  de  la  batterie-tampon  a  permis  à  la  Com- 
pagnie des  Tramways  algériens  d'augmenter  sa  production  et  de 
fournir  du  courant  en  dehors  du  réseau  de  tramway,  chose  qu'elle  ne 
pouvait  faire  antérieurement. 

Utilisation  des  batteries-tampon  en  présence  de  génératrices 
compound.  —  Nous  avons  vu  précédemment  que,  pour  qu'il  y  ait  régu- 
lation avec  une  batterie-tampon,  il  est  nécessaire  que  la  caractéris- 
tique de  la  machine  soit  plongeante.  Ce  n'est  pas  le  cas  des  généra- 
trices compound,  et  cependant  celjes-ci  sont  très  employées  dans  les 
réseaux  à  charge  variable,  comme  le  sont  les  réseaux  de  tramways. 
Si,  dans  ce  cas,  on  veut  ins- 
taller une  batterie-tampon         _       ^        ^     ^     ^    ^ L_ 

pour  régulariser  le  débit 
des  machines,  il  est  néces- 
saire de  changer  la  carac- 
téristique de  celles-ci  sans 

pour  cela  modifier  les  en- 

I  .      -^  ^  Fio.  537.  —  Disposilif  pour  lutilisation 

roulements.  On  ne  peut  son-  des  génératrices  compound. 

ger  à  shunter  l'enroulement 

série  en  ne  laissant  que  l'enroulement  shunt,  car,  dans  ce  cas,  la 

dynamo  ne  pourrait  plus  fournir  la  force  électromotriee  normale  à 

l'intensité  normale.  On  peut  alors  avoir  recours  à  l'artifice  représenté 

en  figure  537. 

G  est  la  génératrice;  F  et/*,  ses  excitations  série  et  shunt;  E,  une 
batterie  d'accumulateurs  à  faible  tension  (1  ou  â  éléments,  en  géné- 
ral) ;  R,  une  résistance  variable  en  tension  avec  l'excitation  série. 
Quand  le  débit  de  la  génératrice  est  normal,  la  chute  de  potentiel 
dans  F  et  R  est  égale  à  la  tension  de  la  batterie.  L'intensité  de  la 
machine  augmentant,  le  produit  (F  +  R)  1^  devient  supérieur  à  la 
force  électromotrice  de  la  batterie  E  qui  se  charge.  Lorsque  le  débit 
de  la  machine  diminue,  (F  +  R)  Ix  devient  plus  petit  que  la  force 
électromotrice  de  la  batterie  qui  se  décharge.  Dans  les  deux  cas,  le 
courant  tendra  à  rester  constant  dans  F  +  R.  L'excitation  généra- 
trice peut  alors  être  considérée  comme  la  somme  d'une  excitation 
constante  et  d'une  excitation  inversement  proportionnelle  au  débit  ; 
sa  caractéristique  sera  ainsi  semblable  à  celle  d'une  machine 
shunt. 

Aux  tramways  de  Bordeaux  (usine  de  la.  Bastide),  l'excitation 
série  des  dynamos  est  shuntée  par  une  résistance  suffisante   pour 


$22  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

laisser  prédominer len roulement  en  dérivation.  Un  élément  de  la 
batterie  est  placé  lui-même  en  opposition  sur  l'excitation  série.  La 
valeur  du  shunt  est  telle  que,  pour  l'intensité  moyenne  fournie  par  la 
dynamo,  la  différence  de  potentiel  aux  bornes  de  l'excitation  est 
égale  à  la  force  électromotrice  de  Taccumulateur  qui  n'est  tra- 
versé par  aucun  courant.  Le  fonctionnement  est  le  même  que  ci- 
dessus. 

Deux  éléments  assurent  ce  service;  l'un  est  en  charge  pendant  que 
l'autre  est  en  décharge  ;  un  dispositif  de  verrouillage  automatique 
sur  les  interrupteurs  commandant  ces  éléments  empêche  toute 
fausse  manœuvre  et  rend  impossible  la  mise  en  service  des  deux 
éléments  en  même  temps . 

Sur  la  charge  des  batteries-tampon.  —  En  ce  qui  concerne  la 
charge,  il  est  très  difficile,  en  pratique,  d'établir  exactement^  les 
quantités  d'électricité  débitées  et  reçues  dans  une  journée  ;  aussi  ne 
peut-on  prendre,  comme  indication  de  fin  de  charge,  que  la  tension 
maxima.  Lorsque  la  batterie  ne  fonctionne  qu'en  tampon^  on  a  vu 
que  celle-ci  est  établie  de  façon  à  charger  un  peu  plus  qu'elle  ne 
débite.  Cependant  il  est  bon  en  pratique  dé  donner  périodiquement, 
toutes  les  semaines  par  exemple,  une  charge  complète  à  la  batterie, 
charge  que  Ton  fait  à  intensité  normale  et  que  l'on  arrête  lorsque 
la  tension  a  atteint  et  est  restée  quelque  temps  çur  le  palier  supé- 
rieur de  la  courbe.  En  opérant  ainsi  on  n'a  pas  à  craindre  une  sulfa- 
tation  accidentelle. 

La  charge  des  batteries-tampon  se  fait  comme  celle  des  batteries 
à  poste  fixe,  en  mettant  en  tension  avec  le  réseau  de  distribution  un 
survolleur  shunt,  ainsi  qu'il  estreprésenté  enfigure  497.  Le  calcul  de 
ce  survolteur  se  fait  comme  il  a  été  indiqué  pour  les  batteries  à 
poste  fixe. 

Cette  façon  de  charger  est  la  plus  fréquente.  Cependant  on  adopte, 
dans  quelques  petites  usines,  la  charge  par  parties.  Aux  tramways 
de  Brockenzell-Tettnang\  par  exemple,  on  charge  la  batterie-tam- 
pon directement  par  la  génératrice  en  mettant  en  tension  deux 
groupes  de  la  batterie  divisée  en  trois  parties,  ainsi  qu'il  a  été  décrit 
déjà  pour  les  batteries  à  poste  fixe. 

Sur  remploi  des  batteries-tampon  avec  survoltears.  —  Si  la  pré- 
sence d'une  batterie-tampon  sur  un  réseau  de  distribution  à  charge 

i.  VÊclairaqe  éleclnque,  t.  XIlï,  p.  79  ;  9  octobre  1897. 


BATTERIES-TAMPON  823 

variable  rend  beaucoup  plus  constants  et  la  tension  et  le  débit  des 
génératrices,  ce  réglage  n*est  cependant  pas  parfait,  comme  on  Ta 
vu  nettement  d'après  la  méthode  graphique.  La  tension  notam- 
ment est  encore  assez  variable  et  ne  pourrait  être  admise  sur  un 
réseau  d'éclairage.  La  batterie-tampon  seule,  qui  a  pour  elle  l'avan- 
tage de  la  simplicité,  trouve  son  emploi  sur  un  réseau  alimentant 
exclusivement  des  tramways  ou  des  moteurs.  Mais,  dans  le  cas  où  le 
réseau  doit  assurer,  en  outre,  un  service  d'éclairage,  il  faut  adjoindre 
à  la  batterie  des  organes  régulateurs. 

Ceux-ci  peuvent  être  des  régulateurs  automatiques  agissant  sur  le 
réducteur,  tel  le  système  Thury  décrit  dans  un  précédent  chapitre. 
Maisces  organes  ne  possèdent  pas  l'instantanéité  d'action  suffisante  ; 
or  on  sait  que  c'est  très  brusquement  (à  cause  des  démarrages)  que 
varie  la  charge  d'un  réseau  de  tramways. 

S.-C.-C.  Currie  '  a  proposé  le  dispositif  suivant,  en  vue  de  régu- 
lariser la  charge  du  moteur  de  commande  de  la  génératrice  :  sur 
l'arbre  même  de  la  génératrice  principale,  on  monte  une  seconde 
génératrice  à  enroulement  compound.  L'enroulement  série  de  celte 
dernière  est  placé  dans  le  circuit  de  la  génératrice  principale,  et  il 
tend  à  diminuer  le  champ  produit  par  l'excitation  shunt.  La  batterie 
d'accumulateurs  est  placée  en  dérivation  sur  la  génératrice 
auxiliaire. 

Quand  rintensité  delà  génératrice  principale  tend  à  augmenter, 
la  tension  de  la  dynamo  auxiliaire  diminue,  de  sorte  que  la  batte- 
rie se  décharge  dans  celle-ci  qui  agit  comme  moteur  et  fournit 
l'excès  de  puissance  demandé.  Dans  le  cas  contraire,  la  batterie 
charge,  et  il  y  a  absorption  de  la  puissance  en  excès. 

Mais  ce  n'est  là  qu'une  solution  imparfaite  et  qui  entraîne  des 
pertes  d'énergie. 

La  solution  du  problème  est  résolue  par  l'adjonction  à  la  batterie- 
tampon  d'un  survol  teur  placé  dans  son  circuit  et  dont  le  rôle  est  de 
compenser  les  petites  variations  de  tension  de  la  batterie,  de  façon  à 
rendre  constante  la  tension  du  réseau,  quelles  que  soient  les  varia- 
tions de  l'intensité  de  celui-ci. 

a)  Survolteur  à  excitation  shunt.  —  Outre  l'emploi  que  l'on  fait 
couramment  de  celui-ci  pour  la  charge,  signalons  son  utilisation 
dans  un  procédé  de  régulation  automatique  imaginé  par  M.  Thury. 
On  intercale  dans  le  circuit  de  la  batterie-tampon  l'induit  du  sur- 

1.  V Éclairage  éleclAque,  t.  V,  p.  518;  14  décembre  1895. 


HU 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Tolteur  actionné  par  un  moteur  électrique  branché  sur  les  barres  à 
potentiel  constant  du  réseau  de  distribution. 

Le  courant  d'excitation  du  sunrolteur  est  également  dérivé  sur  ces 
barres  et  traverse,  en  outre,  un  rhéostat  réglable  àTaide  d*un  régu- 
lateur Thury,  semblable  à  celui  décrit  précédemment  (le  réducteur 
étant  remplacé  par  un  rhéostat  circulaire).  Suivant  que  la  tension 
tend  à  monter  ou  à  descendre,  le  régulateur  fait  varier  le  courant 
d'excitation  qu*il  peut  inverser  également,  de  sorte  que  Tinduit  du 


Fio.  538.  —  Dispositif  de  la  «  Gould  Slorage  Battcry  Co  ». 

survolteur  ajoute  ou  retranche  sa  tension  plus  ou  moins  grande  à 
celle  de  la  batterie,  qui  prend  alors  successivement  les  positions  d^ 
déchargé  ou  de  charge,  selon  les  variations  d'intensité  du  réseau;  il 
en  résulte  que  la  tension  aux  bornes  peut  être  maintenue  constante, 
ainsi  que  le  débit  de  la  génératrice. 

La  figure  538  représente  une  disposition  adoptée  par  la  «Gould 
Storage  Battery  Company*  ».  MestTinduit  d'une  génératrice  auxi" 
liaire  dont  la  force  électromotrice  s  oppose  au  passage  du  courant 
dans  l'excitation  /*du  survolteur.  L'excitation  S  de  la  dynamo  auxi- 
liaire est  traversée  par  un  courant  proportionnel  à  celui  du  réseau  (à 
cause  de  la  présence  du  rhéostat  r).  La  force  électromotrice  du  sur- 
volteur s'oppose  à  celle  de  la  génératrice  G.  Comme  la  dynamo 
auxiliaire  s'oppose  au  passage  du  courant  dans  fei  que  sa  tension 
varie  proportionnellement  à  l'intensité  extérieure,  la  tension  du  sur- 
volteur doit  varier  en  sens  inverse  de  celle-ci.  Quand  l'intensité  exté- 
rieure diminue,  il  y  a  augmentation  de  la  force  électromotrice  du 
survolteur  et,  par  suite,  charge  de  la  batterie.  Avec  l'augmentation 
d'intensité  extérieure,  au  contraire,  la  batterie  décharge,  les  varia- 


1.  Brevet  du  12  juin  i900. 


BATTERIES-TAMPON 


825 


lions  étant  proportionnelles  dans  les  limites  de  saturation  magné- 
tique de  l'excitation  de  M. 

Le  procédé  HighGeld  ^  se  rapproche  du  précédent.  La  figure  539 
indique  le  schéma  du  montage.  Le  survolteur  c  a  son  induit  dans  le 
circuit  de  la  batterie.  Son  excitation  d  est  placée  dans  un  circuit 
dérivé  qui  renferme  la  petite  dynamo  auxiliaire  h  à  excitation  shunt 
et  calée  sur  le  même  arbre  que  le  survolteur.  Lorsque  tend  à  bais- 
ser la  tension  sur  le  circuit  gh^  la  tension  de  b  devient  supérieure 
à   celle  de  la  batterie,  et  le  courant  qui  traverse  d  provoque  au  sur- 


l'I'H- 


<^ 


r'^MmHHfr- 


\fMUMt' 


Hif- 


Fio.  539.  —  Procédé  Highfield. 


Fio.  540.  —  Batterie-tampon 
et  survol teur-série. 


volteur  une  force  électromotrice  de  même  sens  que  la  batterie,  ce 
qui  relève  la  tension.  Dans  le  cas  contraire,  le  courant  in  verre  dans 
d  provoque  une  diminution  de  la  tension  du  réseau  qui  tend  à 
s'élever. 

b)  Survolteur  à  excitation  série.  —  Dans  ce  cas,  les  connexions  entre 
la  génératrice,  la  batterie  et  le  survolteur  sont  représentées  par  la 
figure  540.  L'induit  et  l'excitation  série  du  survolteur  sont  placés  dans 
le  circuit  de  la  batterie.  Lorsque  la  tension  du  réseau  s'élève,  un  cou- 
rant de  charge  passe  dans  la  batterie  et  provoque  dans  le  survolteur 
une  tension  qui  s'ajoute  à  celle  de  la  génératrice.  Si  la  tension 
s'abaisse,  le  survolteur,  traversé  par  un  courant  inverse,  prend  une 
tension  de  même  sens  que  celle  de  la  batterie  dont  il  provoque  la 
décharge. 

Parmi  les  applications,  signalons  celle  de  l'usine  de  Bercy*  (Métro- 
politain). Chaque  survolteur  à  excitation  série  a  une  tension  variable 
de  —  25  à  -{-  25  volts  pendant  le  fonctionnement  en   tampon  ;  un 


1.  Brevet  anglais  537,  du  10  janvier  1899. 

2.  L'Industrie  électrique^  25  novembre  i902. 


826  l'ES  ACCUMULATEURS  ÉF^ECTRIQUES 

enroulement  shunt  permet  en  outre  d'élever  à  130  volts  la  tension 
lorsqu'on  veut  chapfter  la  batterie.  Celle-ci  comprend  270  éléments 
Tudor  de  1.600  ampères-heures  au  régime  d'une  heure. 

Si  on  suppose  constantes  la  force  électro motrice  E'.  et  la  résis- 
tance r  de  la  batterie,  la  variation  de  tension  de  la  batterie  pour  un 
courant  {  est  rV.  Par  conséquent,  si  on  veut  maintenir  constante  la 
tension  du  réseau,  il  fautque  la  force  électromotrice  E|  du  survoUeur 
compense  à  chaque  instant  la  perte  rV  plus  celle  r^i'  due  à  la  résis- 
tance du  survolteur  lui-même. 

Cette  condition  peut  s'écrire  : 

E,  r=  [r  +  T^)  i  =  ki\ 

ce  qui  signifie  que  le  survolteur  série  doit  travailler  dans  la  partie 
droite,  au-dessous  du  coude  de  la  caractéristique.  L'équation  ci-des- 
sus permet  de  calculer  le  survolteur. 

11  est  à  remarquer  que  ce  système  ne  peut  être  employé  qu'avec 
une  génératrice  à  caractéristique  tombante  (dynamo  shunt  ou 
dynamo  compound  modifiée  spécialement).  De  plus,  le  réglage  n^est 
pas  parfait.  On  sait  en  effet  qne  la  force  électromotrice  et  la  résis- 
tance intérieure  de  la  batterie  varient  entre  certaines  limites. 

On  peut,  il  est  vrai,  remédier  aux  variations  lentes  de  ces  deux 
facteurs,  comme  l'a  proposé  P.  Girault*,  soit  en  intercalant  une 
résistance  R  du  même  ordre  de  grandeur  que  celle  de  la  batterie,  de 
façon  à  rendre  moins  sensibles  les  variations  de  celle-ci,  soit  mieux 
encore  en  prenant  pour  le  survolteur  une  constante  k  un  peu  plus 
élevée  que  celle  calculée  et  en  shuntant  alors  l'enroulement 
série  par  une  résistance  qui  peut  être  réglée  avec  un  rhéostat, 
d'après  les  variations  de  E'  et  de  r\ 

Le  survolteur  série  peut  être  employé  également,  comme  Ta  proposé 
C.-O.  Mailloux'-*,  en  disposant  l'excitation  série  dans  le  circuit  de 
ligne.  La  figure  541  montre  la  disposition  employée;  la  batterie  E  est 
en  série  avec  l'induit  B  d'un  survolteur  dont  l'enroulement  série  S 
est  traversé  par  le  courant  total  fourni  à  la  ligne  LL'.  G  est  la  géné- 
ratrice. La  force  électromotrice  du  survolteur,  proportionnelle  à 
l'intensité  du  réseau,  dans  les  limites  de  saturation,  est  de  sens  op- 
posé à  celle  de  la  génératrice  et  tend  à  décharger  labatterîe.  Quand 
rintensité  extérieure  est    faible,  la   batterie  peut  se  charger;   elle 

1.  Llnimtrie  électrique,  t.  VIll,  p.  213;  25  mii  1899. 

2.  Brevet  du  24  juin  1890. 


BATTERIBS-TA.MPÔN 


827 


décharge  au  contraire  quand,   Tintensité  extérieure  augmentant, 
le  survolteur  élève  la  tension  du  circuit  de  la  batterie. 


Fio.  541.  —  Dispositif  Mailioux. 

c)  Survolteur  à  excitation  compound,  —  Dans  ce  cas,  le  montage 
est  celui  représenté  en  figure  542.  G  est  la  génératrice  (à  excitation 
en  dérivation)  ;  B,  Tinduit  du  survolteur  dont  F  et  f  sont  les  exci- 
tations série  et  shunt;  R  est  un  rhéostat  et  S  un  inverseur  permet- 
tant d'ajouter  ou  de  retrancher  les  deux  excitations  ;  M  et  N  sont  des 
moteurs  sur  le  réseau. 


(B) 


EI= 


4 


Fio.  542.  —  Batterie-tampon  et  survolteur-compound. 

Avec  M.  Lamar  Lyndon^,  étudions  le  fonctionnement  dans  ce  cas. 

En  marche  normale,  Texcitation  shunt  produit  une  force  éleclro- 
motrice  de  même  sens  que  celle  de  la  batterie.  Eq  étant  la  tension  de 
la  génératrice,  E^  et  V  celles  de  la  batterie  et  du  survolteur,  on  a  : 

Eo-V  =  Ea  (8) 

lorsque  aucun  courant  ne  passe  dans  la  batterie.  Lorsque  l'intensité 
d'utilisation  croît,  Eq  s'abaisse  et  il  y  a  décharge  de  la  batterie.  Ce 
courant  de  décharge  traversant  Tenroulementsérie,  il  y  a  production 


1.  Transactions  of  Ihe  American  Insliluie  of  Elecirical  Engineers^i.  XVÏII. 


828  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

d'une  force  électromotrice  additionnelle,  ce  qui  accentue  encore  la 
décharge.  La  batterie  aide  ainsi  d'autant  plus  la  génératrice  que 
Tintensité  d'utilisation  est  plus  élevée,  de  sorte  que  la  tension  de  la 
génératrice  remonte  à  nouveau  vers  sa  valeur  normale.  Quand  l'in- 
tensité extérieure  baisse,  c'est  un  courant  de  charge  qui  se  produit, 
accentué  par  l'excitation  série  qui  donne  alors  une  tension  opposée 
à  celle  de  Tenroulement  shunt. 

En  réalité,  il  n'y  a  pas  de  changements  d'état  proprement  dits, 
mais  plutôt  des  tendances  à  ceux-ci,  tendances  immédiatement  con- 
trariées lors  de  leur  production. 

]q  et  Ix  étant  les  intensités  du  réseau  et  de  la  génératrice,  l'induit 
et  l'excitation  série  du  survolteur  devront  être  calculés  pour  une 
intensité  correspondante  au  maximum  de  I^  —  I,. 

Appelons  : 

la,  l'intensité  moyenne  du  réseau; 

Em)  la  tension  maxima  de  la  génératrice  ; 

Ea,  la  tension  de  la  batterie  à  vide  ; 

£„,  la  tension  normale  .de  la  batterie; 

h,  la  constante  de  chute  de  tensionde  la  génératrice,  dont  la  carac- 
téristique est  supposée  une  ligne  droite  ; 

R,  la  résistance  intérieure  de  la  batterie  ; 

A,  la  tension  de  l'induit  par  ampère-tour  inducteur,  en  supposant 
une  perméabilité  constante  ; 

N,  le  nombre  d'éléments  de  la  batterie  =  -^• 

Le  nombre  de  tours  T  de  l'enroulement  série  est  donné  évidemment 
par  l'équation  : 

ni  =  RI, 
d'où 

Quand  l^  =  lo»  il  ï^'y  ^  aucun  courant  dans  la  batterie,  et 


d'où 


,^^E«-V-E„^  (11) 


Dans  le  cas  où  l'enroulement  shunt  est  en  dérivation  sur  le  réseau, 
toutes  ces  valeurs  sont  des  constantes,  et  P  est  constant  pour  toute 


BATTERIES-TAMPON  829 

valeur  donnée  de  Ea,  quelle  que  soit  Tintensité  extérieure.  Le  sur- 
volteur  fait  agir  la  batterie  comme  si  elle  n'avait  pas  de  résistance 
intérieure. 

Dans  le  cas  où  Tenroulement  shunt  est,  au   contraire,    placé  en 
dérivation  aux  bornes  de  la  batterie,  on  a  : 

1?  XM«    _L    T     M  V 

..= ^"      ^v (12) 


Ici,  le  courant  de  la  génératrice  varie  avec  le  courant  extérieur. 

En  général,  on  prend,  pour  la  tension  Y  du  survolteur  corres- 
pondant à  la  tension  normale  de  la  batterie,  une  valeur  faible,  5  à 
10  volts  par  exemple.  L'excitation  shunt  doit  cependant  être  capable 
de  maintenir  Téquation  (10),  quand  E''  estminima,  ainsi  queTéquation 
suivante  : 

E,„-M^  +  V  =  Eam«,  (13) 

lorsque  E^  est  maxima,  Texcitation  étant  alors  inversée  et  la  tension  Y 
opposée  à  celle  de  la  batterie,  ce  qui  est  le  cas  de  la  charge. 
Comme 

Ea  max  ^^=  ^  ,l»rta» 

on  a  évidemment 

V„.,  =0,15  Ea  —  V, 

dans  le  cas  de  l'excitation  dérivée  sur  le  réseau,  et 


V       0^1  ^Eg        y 


quand  l'excitation  est  prise  sur  la  batterie. 

Pour  la  valeur  de  Vm*.  correspondant  à  Ea  mio)  on  a  de  même 

V™„  =  0,lEa  +  V 
dans  le  premier  cas,  et 

dans  le  second,  car  on  sait  que 

1  8 

Ea  min  ^=  Ea  "T"  =.  0,9Ea> 


830  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Ces  considérations  permettent  de  calculer  Tenroulement  shant 
ainsi  que  son  rhéostat  qui  doit  être  capable  de  faire  varier  la  tension 
par  degrés  n'excédant  pas  3  volts. 

[^  puissance  du  moteur  de  commande  doit  correspondre  à  la  puis- 
sance maxima  du  survolteur  qui  survient  quand  la  batterie,  à  sa 
tension  minima,  débite  son  courant  maximum.  A  la  décharge  à  [^, 
la  tension  du  survolteur  est  égale  à  0,iEa  +  ^^  +  TAIm>,  de  sorte 
que  la  puissance  maxima  est  : 

l^  (0,lEa  +  V  +  TW««). 

En  pratique,  comme  ce  maximum  ne  dure  que  très  peu  de  temps, 
on  donne  au  survolteur  70  0/0  de  cette  puissance  calculée. 

Si  le  survolteur  est  monté  dételle  façon  qu'en  fonctionnement  nor- 
mal sa  force  électromotrice  due  à  l'excitation  shunt  s'oppose  à  la 
force  électromotrice  de  la  batterie,  on  a  : 

E«,~Mx  =  Ea-V  (iV 

et  le  nombre  d'éléments  de  la  batterie  doit  être  plus  grand  que  dans 
le  cas  précédent.  Dans  cette  hypothèse,  Fintensité  du  courant  fourni 
par  la  génératrice  est  : 

Em  +  "iT"-  —  lo  "^  —  Ea 
I     —  tut Ëî« fiW 

Cette  équation  indique  que  le  montage  serait  irrationnel,  puisque 
l'intensité  de  la  génératrice  varierait  en  raison  inverse  de  l'intensilé 
extérieure,  ce  qui  exposerait  la  batterie  à  une  décharge  excessive 
au  moment  du  maximum  d'intensité. 

Le  mode  d'emploi  des  survolteurs  compound  avec  batteries  repo- 
sant sur  la  variation  de  tension  de  la  génératrice  avec  Tintensité, 
exige  que  cette  génératrice  soit  une  machine  en  dérivation  ou  une 
machine  compound  transformée  comme  il  a  été  indiqué  précédem- 
ment. La  batterie  et  le  survolteur  peuvent  être  placés  sur  un  feeder 
de  tramway,  au  point  de  chute  maxima.  La  batterie  peut  aussi  aider 
l'usine  génératrice  aux  pointes  du  diagramme  de  consommation,  à 
condition  de  manœuvrer  le  rhéostat  quand  Ea  s'abaisse. 

Les  survolteurs  étant  à  grande  intensité  età  faible  tension  exigent 
des  surfaces  de  collecteurs  et  de  balais  beaucoup  plus  grandes  pro- 


BATTERIES-TAMPOxN 


831 


portionnellement  quedansles  machines  ordinaires.  Pour  cette  raison, 
et  afin  d'utiliser  les  dimensions  courantes  de  collecteurs  et  de  balais, 
on  emploie  souvent  deux  collecteurs  placés  de  chaque  côté  de  Tin- 
duit  et  reliés  en  parallèle. 

En  résumé,  le  survolteur  compound  est  automatique  dans  certaines 
limites  de  charge  de  la  batterie.  Le  courant  de  la  génératrice  variera 
cependant  lors  d'une  varia-  ^--^      ^ — ^^  ^ — v 

lion  sensible  de  la  tension  \^       IA-I  I  ^  I 

de  la  batterie,  à  moins  qu'on 
ne  manœuvre  le  rhéostat  de 
manière  à  ramener  Ea  +  V 
à  sa  valeur  normale. 

Une  variation  brusque 
d'intensité  extérieure  affec- 
tera cependant  les  lampes 
et  influera  un  peu  sur  le 
d  ébit  de  la  génératrice  par 
suite  du  retard  d'aimanta- 
tion dans  le  champ  du  sur- 
volteur. A  ce  point  de  vue, 
le  survolteur  compound  est 
inférieur  aux  survolteurs 
différentiels  et  à  courant 
constant.  Comme  fonctionnement,  il  est  semblable 


M®^ 


FiG.  543.  —  Schéma  de  tableau  pour  batterie 
et  survolteur-compound. 


au  survolteur 

série,  mais  exige  un  nombre  d'éléments  un  peu  plus  faible  dans  la 
batterie. 

On  trouvera  en  figure  543  le  schéma  des  connexions  d'un  tableau 
de  tramways  avec  ce  mode  de  survolteur.  Les  connexions  du  volt- 
mètre V  n'ont  pas  été  représentées  pour  simplifier  ;  elles  permettent 
de  lire  la  tension  de  la  batterie,  celle  de  la  batterie  et  du  survolteur, 
et  celle  de  la  génératrice.  Les  ampèremètres  A  et  B  indiquent  res- 
pectivement les  intensités  passant  dans  la  batterie  et  dans  la  géné- 
ratrice. 

d)  SurvoUeur  différentieV ,  —  L'emploi  de  celui-ci  est  indiqué  sur 
les  réseaux  de  tramways  ou  de  moteurs  quand  la  charge  varie  ins- 
tantanément et  dans  de  grandes  limites. 

La  figure  544  représente  la  disposition  imaginée  par  Pirani  :  ici  on 
a  ajouté  au  survolteur  un  enroulement  shunt  f  qui  est  opposé  à  l'en- 


1 .  Lamar  Lyndon,  loc.  cit. 


832 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


roalement  série  S  et  tend  à  produire  une  force  électromotrice  de 
même  sens  que  celle  de  la  génératrice.  A  intensité  normale,  les  deux 
excitations  s'équilibrent;   lorsque  Tintensité  extérieure  augmente, 


Fio.  544.  —  Dispositir  Pirani. 

Tenroulement  série  prédomine  et  la  batterie  décharge  ;elle  charge  au 
contraire  quand  l'intensité  extérieure  baisse,  Tenroulement  shunt 
devenant  prédominant. 

Ce  dispositif  est  appliqué  aux  tramways  de  Poitiers  et  de  Fontai- 
nebleau. 

La  figure  545  se  rapporte  à  Temploi  le  plus  répandu  du  survolleur 
différentiel  d'après  le  brevet  J.-B.  Entz,  du  16  mai  1899. 


Sf S2 


®    é 


MO    MO 


L' 

FiG.  345.  —  Dispositif  Entz. 


Le  survolteur  B  a  son  excitation  shunt  avec  rhéostat  R  en  dériva- 
tion sur  le  réseau.  S,  et  S,  sont  des  enroulements  traversés  respec- 
tivement par  le  courant  de  la  génératrice  et  celui  du  réseau.  Ils 
agissent  ensemble  pour  produire  une  force  éléctromotrice  opposée 
à  celle  de  /*. 

Le  dispositif  tendant  à  maintenir  le  courant  de   la   génératrice 


BATTERIES-TAMPON  833 

constant,  on  peut  considérer  que  S^  reste  constant.  A  intensité  nor- 
male 

/—Si— 82  =  0 

et,  la  force  électromotrice  du  survol teur  étant  nulle,  la  batterie 
ne  sera  traversée  par  aucun  courant.  S^  variant  proportionnellement  à 
rintensité  du  réseau,  toute  augmentation  de  celle-ci  donnera  lieu  à 
une  décharge,  et  toute  diminution,  aune  charge  de  la  batterie.  On  se 
trouve  ainsi  dans  les  mêmes  conditions  qu'avec  le  système  Mailloux, 
à  condition  de  comparer  dans  celui-ci  l'excitation  shunt  à  Texcita- 
tion  f —  S^. 

Le  but  de  Tenroulement  S^  est  d'empêcher  l'équilibre  de  se  dé- 
truire lors  d'unevariation  considérable  de  la  force  électromotrice  de  ]a 
batterie.  Si  celle-ci  est  plus  faible  que  la  normale,  elle  ne  déchargera 
pas  assez  rapidement,  et  la  génératrice  tendra  à  fournir  un  courant  su- 
périeur au  courant  normal  ;  mais  .alors,  la  bobine  S^  étant  également 
traversée  par  ce  courant  plus  élevé,  la  valeur/* —  S^  diminue  et  la 
batterie  tend  à  décharger  davantage. 

De  même,  si  la  force  électromotrice  de  la  batterie  est  supérieure  à 
sa  valeur  normale,  la  batterie  tendra  à  se  décharger  trop  rapidement  ; 
mais  alors  la  réduction  du  courant  dans  S^  s'y  opposera. 

Le  système  est  donc  absolument  automatique.  Le  rhéostat  R  per- 
met de  faire  varier  l'excitation  en  dérivation  /*  pour  compenser  les 
changements  de  force  électromotrice  de  la  batterie. 

Ce  système  trouve  son  application  dans  les  réseaux  mixtes  d'éclai- 
rage et  de  moteurs;  les  feeders  d'éclairage  sont  reliés  au  réseau 
entre  le  survolteur  et  la  génératrice  ;  ils  ne  subissent  ainsi  aucune 
fluctuation.  Les  feeders  qui  peuvent  subir  des  fluctuations  sans  incon- 
vénient sont  reliés  au  delà  du  survolteur. 

Ce  suryolteur  peut  être  employé  avec  les  génératrices  compound. 

Le  calcul  du  survolteur  se  fait  de  la  façon  suivante  :  Quand  l'in- 
tensité est  normale,  il  ne  doit  y  avoir  aucun  courant  dans  la  batterie, 
et  la  tension  du  survolteur  doit  être  nulle. 

N  étant  le  nombre  d'éléments,  la  tension  normale  est  2N,  et  la 
tension  maxima  de  la  batterie  chargée,  2,3N.  La  tension  due  à  l'ex- 
citation shunt  ne  doit  pas  être  inférieure  à  : 

2,3N  —  2N  =  0,3N. 

Désignons  par  : 

Em,  la  tension  maxima  de  la  génératrice  ; 

53 


83*  LES  ACCUMULATEURS  Éi.ECTRIQUES 

Ea,  la  tension  delà  batterie; 

Y,  la  tension  due  à  Texcitation  shunt  du  survolteur; 
Ix,  rintensité  du  courant  de  la  génératrice; 
R,  la  résistance  dé  la  batterie  et  de  Tinduit  du  survolteur; 
i^ ,  le  nombre  de  tours  de  la  t)obine  S,  ; 
/j,  le  nombre  de  tours  de  la  bobine  S^; 
lo,  rintensité  du  courant  extérieur  ; 

K,  la  tension  produite  par  ampère-tour  d'excitation  du  survolteur; 
h,  la  chute  de  tension  de  la  génératrice  par  ampère. 
En  prenant  d'abord  I«  comme  intensité  moyenne  de  la  généra- 
trice, 

E/n  —  hlx  =  Eo 

est  la  tension  normale  aux  bornes  de  la  batterie  et  de  son  survolteur. 
Si  la  génératrice  est  compoundée  : 

A  =0, 
et,  si  elle  est  hypercompoundée,  h  est[négatif,  de  sorte  que  Ton  a  : 

E;„    -L/iI,=Eo. 

Comme  la  tension  du  survolteur  doit  être  nulle  quand  !«  est  égal 
à  rintensité  moyenne  de  la  génératrice,  on  a  : 

d'où 

Quand  l'intensité  extérieure  crott,la  tension  due  aux  bobines  série 
doit  dépasser  celle  de  l'excitation  shunt  Y  d'une  quantité  égale  à  la 
perte  en  volts  dans  le  circuit  de  la  batterie.  On  doit  donc  avoir  : 

K(<Jx  +  yo)  =  Y  +  R(Io-Ix).  (17) 

Comme  I^  doit  rester  constant,  l'accroissement  de  la  force  magné- 
tomoirice  série  doit  être  donné  exclusivement  par  la  bobine  S,,  ce 
qui  implique  la  condition  : 

Ces  équations  permettent  de  calculer  les  trois  enroulements. 


BATTERIES-TAMPON  835 

L^excitation  shunt  étant  prise  sur  la  ligne,  on  a  : 

ILtilx  +  Ktjlo  -  V  +  Ea  +  RIx  -  Rio  -  E,„  +  hl^  =  0,      (19) 
d*où  on  déduit,  en  remplaçant  K^,  par  sa  valeur  R, 

I   V  4-  Effl  —  Eg  . 

équation  qui  montre  bien  que  h  est  indépendant  de  l'intensité  exté- 
rieure pour  une  valeur  donnée  de  Ea. 

Si,  au  contraire,  l'excitation  shunt  est  prise  aux  bornes  de  la  bat* 
terie,  Y  est  alors  variable  et  peut  être  exprimée  par  : 


VEa  -f  VRÎo  —  VRU 


(2i) 


en  appelant  E„  la  valeur  normale  de  la  tension  £«• 
L'équation  (19)  devient  ainsi  : 

4-  Ea  +  RIx  -  Rio  -E,n  +  AI*  =  0,  (22) 

d'où 

V         V     ,   VE«       VRI, 
'x  = ^"       vb"  (23) 

VR 

qui  montre  que  Ix  varie  avec  U  ;  mais  il  varie  peu,  car  le  facteur  -=— 

est  très  faible.  Quand  la  batterie  est  à  Tétat  normal,  on  a  En  ==  E»,  et 
rintensité  Jx  est  alors  : 

V      X5Lo 

Ix=  "^    ^^       VR-  (^^) 

Kf^  +  R  +  ^  +  -£ 

Dans  la  pratique,  on  munit  très  souvent  ce  type  de  survolteur 
d'un  interrupteur  permettant  la  mise  en  court-circuit  des  bobines  S| 
et  S)  pour  pouvoir  e  ffectuer  la  charge  rapide  au  moyen  de  la  seule 
excitation  shunt. 

Comme,  en  général,  la  puissance  maxima  de  ce  survolteur  n*est 


836 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Fio.  546.  —  Survolteur  différentiel 
et  génératrices  compound. 


atteinte  que  rarement  et  pendant  peu  de  temps,  on  ne  compte  que 
les  70  centièmes  de  la  puissance  calculée. 

Dans  le  cas  où  les  génératrices  sont  compound,  la  bobine  S^  est 
quelquefois  insérée  entre  l'équilibreur  et  les  barres -omnibus  positives 
{fig.  546).  La  bobine,  quoique  n'étant  pas  traversée  par  le  courant 

total  de  la  génératrice, 
donne  néanmoins  une 
force  électromotrice  pro- 
portionnelle à  ce  courant, 
puisqu'elle  est  placée  en 
parallèle  avec  les  enrou- 
lements série  de  la  géné- 
ratrice. Dans  le  calcul 
de  S,,  il  est  alors  néces- 
saire  de  connaitre  la  chute  de  tension  des  enroulements  série.  Ce 
mode  de  connexions  est  préférable  lorsque  le  courant  des  généra- 
trices est  grand  par  rapport  au  courant  maximum  de  la  batterie  ;  il 
en  résulte  une  diminution  du  diamètre  du  fil. 

Le  survolteur  différentiel  donne,  en  cas  de  surcharge,  un  courant 
instantané  beaucoup  moins  élevé  de  la  génératrice  que  le  survolteur 
compound,  à  cause  de  la  self-induction  des  bobines  S^  et  S^,  par  les- 
quelles passe  le  courant  total.  L'avantage  est  moindre  quand  où 
emploie  le  montage  de  la  figure  546,  car  il  n'y  a  plus  à  considérer 
alors  que  la  réactance  de  la  bobine  S^,  qui  est  ordinairement  beau- 
coup plus  faible  que  celle  de  S|. 

Dans  les  réseaux  à  basse  tension,  lorsque  V  est  très  petit  et  U  très 
grand,  il  peut  être  nécessaire  d'employer  des  collecteurs  doubles 
comme  il  a  été  dit  pour  le  survolteur  compound. 

La  figure  547  se  rapporte  au  tableau  de  distribution  avec  survol- 
teur différentiel.  Ce  tableau  permet  les  différentes  combinaisons 
suivantes  : 

1**  La  génératrice  alimente  directement  le  réseau,  le  survolteur 
étant  hors  de  service  ; 
2°  La  génératrice  alimente  le  réseau,  la  batterie  étant  en  parallèle; 
3"*  Le  survolteur  et  la  batterie  en  série  sont  dérivés  sur  la  ligne, 
les  bobines  d'excitation  étant  en  service  ; 

4**  Le  survolteur  est  en  série  avec  la  batterie  ;  mais  son  enroule- 
ment série  est  mis  en  court-circuit  et  la  batterie  se  charge. 
e)  Survolteur  à  intensité  constante^.  — Le  survolteur  compound, 
\,  LamarLyndon,  toc.  cit. 


BATTERIES-TAMPON 


837 


OU  différentiel,  convient  aux  réseaux  à  longue  ligne  où  la  perte  de 
charge  est  considérable.  Il  maintient  alors  la  tension  constante  où 
il  est  branché,  quelle  que  soit  l'intensité  extérieure.  Quand  la  ligne 
est  courte  et  la  perte  de 
charge  faible,  il  vaut  mieux 
souvent  laisser  baisser  la 
force  électromotrice  en  cas 
d'intensité  extérieure  trop 
élevée.  Les  démarrages  de 
moteurs,  causes  de  cette 
élévation  d'intensité,  pren- 
dront un  courant  plus  faible 
si  la  tension  diminue.  C'est 
le  cas  des  installations  pri- 
vées à  départs  et  arrêts  fré- 
quents, comme  par  exemple 
les  ascenseurs.  Le  survol- 
teur  à  intensité  constante 
est  alors  celui  qui  convient 
le  mieux.  La  figure  548  in- 
dique ce  genre  de  montage  : 
G  est  la  génératrice;  B, 
rinduit  du  survolteur;.  E, 
la  batterie;  S,  Texcilation 
série; /*  Texcitation  shunt;  S^,  l'interrupteur  de  mise  en  court- 
circuit  de  l'excitation  série  ;  R,le  rhéostat  d'excitation  shunt. 

L 


Fio.  547.  —  Tableau  pour  batterie 
et  survolteur  différentiel. 


:§:  (Jin  Àfâ 


m 


L| 


FiG.  548.  —  Survolteur  à  intensité  constante. 

La  charge  figurée  à  gauche  est  supposée  fixe  et  nécessite  une  ten- 
sion constante.  Celle  de  droite,  représentée  parles  moteurs  M,  M,  est, 
au  contraire,  soumise  à  de  grandes  variations. 


838  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Le  courant  de  ces  moteurs  passe  entièrement  dans  TinduUet  dans 
les  bobines  série  du  survol teur,  qui  n'a  jamais  à  s'inverser.  La  ten- 
sion appliquée  aux  moteurs  dépasse  celle  de  la  charge  fixe  d*uQe 
quantité  égale  à  la  tension  du  survolteur. 

L'excitation  shunt  produit  une  force  électromotrice  de  môme 
sens  que  celle  de  la  génératrice;  l'excitation  série  est  opposée  à 
celle-ci.  Lorsque  l'intensité  dans  les  moteurs  tend  à  augmenter,  la 
génératrice  tend  à  envoyer  un  courant  plus  élevé  dans  l'induit  et 
dans  l'excitation  série  du  survolteur  qui  diminue  de  tension.  Dans 
ces  conditions,  la  génératrice  fournit  une  intensité  constante. 

Le  survolteur  ne  supporte  ici  que  le  courant  soumis  aux  fluctua- 
tions et  non  le  courant  total,  comme  dans  le  cas  des  survolteurs 
série,  compound  et  différentiel.  Le  survolteur  à  intensité  constante 
est  ainsi  de  moindres  dimensions. 

Appelons  : 

Em,  la  tension  maxima  de  la  génératrice  ; 

Eo,  la  tension  normale  de  la  ligne  à  gauche  du  survolteur,  du  côté 
de  la  génératrice  ; 

E,i,  la  tension  normale  de  la  batterie  ; 

Ej.,  la  tension  de  la  batterie  dans  ses  diverses  conditions  de 
charge  ; 

Eft,  la  tension  du  survolteur  ; 

V,  la  tension  due  à  la  bobine  shunt  pour  la  tension  normale  de  la 
batterie  ; 

/,  le  nombre  de  tours  de  l'enroulement  série; 

I«,  l'intensité  du  courant  de  la  génératrice  au  réseau  de  moteurs  ; 

lo,  l'intensité  du  courant  extérieur  ; 

H,  la  résistance  de  la  batterie  ; 

r,  la  résistance  de  Tinduit  et  de  l'excitation  série  du  survolteur  ; 

K,  la  tension  par  ampère-tour  dans  l'excitation  du  survolteur  ; 

N,  le  nombre  d'éléments  de  la  batterie  ; 

h,  la  chute  de  )a  tension  de  la  génératrice  par  ampère. 

La  tension  minima  de  la  batterie  doit  être  égale  à  celle  de  la 
génératrice,  puisque  la  batterie  doit  pouvoir  fonctionner,  soit  seule 
à  certains  moments  pour  assurer  l'éclairage,  soit  directement  en 
parallèle  avec  la  génératrice,  en  mettant  le  survolteur  en  court- 
circuit  par  Finterrupteur  Sj.  On  doit  donc  avoir  : 

N  =  ^. 


BATTERIES-TAMPON  839 

Le  nombre  d'éléments  de  réduction  est  : 


^-è=h-t^='''''^ 


La  tension  maxima  de  la  batterie  est  2,5N  ;  sa  tension  moyenne,  2N. 
La  tension  due  à  Tenroulement  shunt  doit  être  prise  égale  à 
2,5N  — Eo. 

Pour  rintensité  extérieure  normale  et  la  batterie  à  son  état  moyen, 
la  tension  du  survolteur  est  : 

Ea  -  Eo  +  rljc  (25) 

et  la  batterie  reste  au  repos  ;  donc  : 

V  -  Ktljc  =  Ea  —  Eo  4-  Hx,  (26) 


et 


y  _  Eg  +  Eo  -  rix  ...^ 


ce  qui  détermine  le  nombre  de  tours  /,  la  perméabilité  étant  sup- 
posée constante.  Cette  tension  V  correspondant  à  la  tension  nor- 
male Ea  de  la  batterie  deviendra  pour  la  force  électromotrice  Ex  : 

VEo:  -  VRlo  +  VRlx 

Ea 

L'équation  (26)  se  transforme  alors  en  : 

VEx  -  VRIo  +  VRIx  _  j^^j^  ^  E^  +  R^,^  _  ,;) 

_  (Eo  -  /tb)  +  rix,      (28) 
d'où 


^_e,  +  ^^,.(„-B) 


lx  = "^ VH         -  (2î)) 

Kt  +  h  +  h  +  r-^Y" 


Cette  équation  montre  que  l'intensité  de  la  génératrice  L  varie 
avec  rintensité  extérieure  lo,  la  régulation  étant  d'autant  meilleure 
que  V  est  plus  élevé. 

Si  l'enroulement  shutît  est  branché  en  dérivation  sur  les  barres- 


840 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


omnibus  de  la   génératrice,    V   reste  constant,  et  Téquation  (28) 
devient  : 

V  -  Kt\^  =  Eor  +  R  (U  -  ïo)  -  (Eo  -  Mjc)  +  rlx,      (30) 
d'où 


Eo  ^  Eg,  +  V  +  Rîo 
'"~     Kt  +  n  +  h  -\-r    ' 


(31) 


Dans  ce  cas,  on  voit  que  la  régulation  est  moins  bonne  que  dans  le 
cas  où  Tenroulement  shunt  est  branché  aux  bornes  de  la  batterie. 


^E     1  1 


FiG.  549.  —  Disposition  des  éléments  de  réduction. 

Le  courant  de  la  génératrice  varie  avec  E^  ;  mais  on  sait  que  cette 
valeur  n'éprouve  pas  de  variation  subite.  Elle  ne  varie  que  très  peu 


(5 


■1^ 


9"    y" 


FiG.  550.  —  Disposition  des  éléments  de  réduction. 

si  la  batterie  est  employée  pour  la  régulation.  Mais,  si  elle  sert  à 
alimenter  pendant  les  heures  de  faible  débit,  ou  si  elle  aide  la  g-éDé* 
ratrice  à  supporter  la  pointe,  elle  varie  de  2,5N  à  4,8N,  et  on  doit 
agir  sur  le  rhéostat  pour  le  réglage. 

Les  éléments  de  réduction  peuvent  être  disposés  comme  Tindiquent 
les  figures  549  et  550.  Dans  la  première,  tous  les  éléments  sont  en 
série  quand  le   réducteur  est  sur  le  dernier  élément.  Lorsque  la 


BATTERIES-TAMPON 


841 


batterie  doit  alimenter  seule  le  réseau,  le  réducteur  doit  être 
manœuvré  de  façon  à  mettre  en  série  le  nombre  d'éléments  corres- 
pondant à  la  tension  normale  du  côté  génératrice.  La  variation  de 


Fio.  551.  —  Tableau  pour  batterie  et  survolteur  à  intensité  constante. 

tension  du  côté  des  moteurs  est  alors  de  2,5N  à  i,8N.  La  disposi- 
tion de  la  figure  550  est  préférable;  il  n'y  a  que  le  corps  de  batterie 

de  champ 


W.1 


a6        i_a-p™*; 

Fio.  552.  —  TaJ^leau  pour  batterie  et  survolteur  à  intensité  constante. 


branché  sur  les  moteurs  ;  la  batterie  est  reliée  au  côté  génératrice 
par  le  réducteur  S^ .  Comme  il  y  a  moins  d'éléments  en  série  sur  les 
moteurs,  la  tension  de  ceux-ci  est  moindre,  ainsi  que  la  fluctuation 
maxima.  Dans  ce  dernier  cas,  si  on  veut  alimenter  l'éclairage  et  les 


842 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


moteurs  par  la  génératrice  seule,  il  faut  avoir  soin  d'isoler  la  Laiterie 
du  réseau  pour  ne  pas  mettre  en  court^circuit  les  éléments  de  réduc- 
tion. On  relie  alors  les  deux  barres-omnibus  par  un  interrupteur  à 
fiches  et  Tinterrupteùr  S^  {flg.  548). 

Les  connexions  d'un  tableau,  dans  le  cas  d'une  installation  d'éclai- 
rage et  d'ascenseurs  avec  génératrice,  batterie  et  survolteur  à  cou- 
rant constant,  sont  représentées  par  la  figure  551,  dans  laquelle  on 
n'a  pas  tracé  les  connexions  des  ampèremètres  et  voltmètres  pour 
ne  pas  compliquer.  Un  voltmètre  est  relié  aux  barres  du  réseau 
d'éclairage,  (/autre,  muni  du  commutateur  N,  permet  de  prendre 
la  tension  totale  de  la  génératrice  et  du  survolteur. 


FiG.  553.  —  Survolteur  à  vitesse  variable. 


A  est  un  disjoncteur  à^  maximum;  H,  un  disjoncteur  à  minimum; 
G,  un  dispositif  de  démarrage  des  moteurs;  F,  un  interrupteur 
d'excitation  permettant  d'inverser  l'enroulement  shunt  du  survol- 
teur ;  V  est  l'enroulement  shunt  du  survolteur  ;  Z,  son  enroulement 
série,  et  S,  son  induit  ;  T  est  le  moteur  qui  commande  ce  survolteur; 
E  et  H  sont  les  rliéostats  d'excitation  shunt  du  survolteur  et  de  la 
génératrice. 

En  fonctionnement  normal,  les  interrupteurs  C  et  M  sont  ouverts; 
les  autres  restent  fermés.  C  met  en  court-circuit  Tenroulement  série 
du  survolteur  ;  M  isole  ce  survolteur  en  reliant  entre  elles  les  barres 
des  moteurs  et  de  l'éclairage. 

Dans  le  cas  de  la  disposition  indiquée  en  figure  550,  le  tableau  peut 
être  représenté  schématiquement  par  la  figure  552. 

Le  survolteur  à  courant  constant  peut  être  employé  avec  toutes  les 
génératrices.  Le  facteur  h  variera  dan?  les  différents  cas  ;  nul  dans 


BATTERIES-TAMPON  843 

le  cas  d'une  génératrice  à  tension  constante,  il  deviendra  négatif  si 
la  machine  est  hypercompoundée. 

f)  Survolteur.à  vitesse  variable.  —  Lamar  Lyndon  a  décrit  nn  sup- 
volteur  dont  la  tension  varie  par  suite  de  variations  de  vitesse.  La 
figure  553  montre  la  disposition  employée  :  M  est  le  moteur  de  com- 
mande du  survolteur  ;  son  excitation  shunt  est  reliée  aux  bornes  de 
la  batterie  ;  le  survolteur  est  également  à  excitation  shunt. 

Le  courant  part  de  la  génératrice,  traverse  le  survolteur  qui  élève 
la  tension,  puis  passe  dans  Tenroulement  série  du  moteur  de  com- 
mande pour  aller  aux  barres  des  moteurs.  La  batterie  est  placée 
en  dérivation  sur  ces  barres.  L'excitation  série  du  moteur  est  dans 
le  même  sens  que  l'excitation  shunt. 

Dans  les  conditions  normales,  la  tension  totale  de  la  génératrice  et 
du  survolteur  suffit  juste  pour  envoyer  le  courant  exigé  par  le  réseau, 
et  la  batterie  reste  au  repos. 

Si  l'intensité  extérieure  vient  à  croître,  l'excitation  série  du 
moteur  M  va  tendre  à  augmenter  ;  par  suite,  la  vitesse  de  ce  moteur 
va  tendre  à  diminuer,  et  avec  elle  diminuera  la  force  électro motrice 
du  survolteur.  Une  des  causes  de  cette  diminution  est  la  tendance 
du  moteur  à  agir  comme  générateur.  Cette  cause  est  très  impor<- 
tante,  car  tandis  que  le  changement  de  vitesse  exige  un  temps  appré- 
ciable, l'augmentation  du  champ  du  moteur  se  fait  instantanément 
dès  que  l'intensité  extérieure  augmente,  et  le  moteur  devient  pour 
un  instant  générateur,  aidant  ainsi  la  génératrice  principale  et  pro- 
duisant un  courant  proportionnel  à  l'augmentation  de  l'intensité 
extérieure. 

Une  faible  variation  de  vitesse  donne  une  variation  notable  de  la 
force  électromotrice  du  survolteur,  celle-ci  variant  à  peu  près  pro- 
portionnellement au  carré  de  celle-là.  En  effet,  en  outre  du  chan- 
gement de  vitesse,  il  se  produit  une  variation  d'excitation  shunt,  qui 
agit  dans  le  même  sens  pour  faire  varier  la  force  électromotrice. 

Sur  remploi  des  batteries-tampon  avec  les  commutatrices.  — 
Depuis  plusieurs  années,  le  cas  se  présente  assez  fréquemment  de 
stations  centrales  de  tramways  qui  sont,  en  réalité,  des  sous-sta- 
tions de  transformation.  Recevant  du  courant  alternatif  à  haute  ten- 
sion, elles  le  transforment  en  courant  continu  de  500  à  600  volts  à 
l'aide  de  commutatrices.  Pour  celles-ci  le  problème  se  pose,  tout 
comme  pour  les  génératrices  à  courant  continu,  de  la  régularisation 
de  la  charge.  On  ne  peut  songer  ici  à  disposer  une  batterie-tampon 


844 


LES  ACCUMUI^VTEURS  ÉLECTRIQUES 


en  parallèle  avec  la  commutatrice  ;  cette  batterie  n*aurait  en  elTet 
aucune  action,  puisqu'une  commutatrice,  n'ayant  pas  de  réaction 
d'induit,  possède  une  caractéristique  horizontale  :  sa  tension  ne 
varie  pas  en  fonction  de  l'intensité. 

Dans  ce  cas,  la  batterie-tampon  doit  être  complétée  par  un  survol- 
teur.  A  priori^  l'emploi  du  survolteur  différentiel  tel  qu'il  est  repré- 
senté en  figure  544 peut  paraître  parfait.  M.  J-.  Pagliano  ^  a  montré  qu'il 
n'en  est  pas  ainsi.  Le  fonctionnement  avec  le  dispositif  Pirani  devient. 


c 

A 

^^/i. 

,^0 

A' - 

'^ 

1 

t-rT^yy 

FiG.  554,  —  Méthode  graphique  Fabry. 

en  effet,  instable,  lorsqu'on  remplace  la  génératrice  par  une  commuta- 
trice. Avec  une  génératrice  shunt,  le  régime  est  stable,  car,  si  le  débit  de 
cette  génératrice  descend  au-dessous  de  la  valeur  normale,  la  tension 
à  ses  bornes  augmente  de  manière  à  rétablir  l'équilibre.  Dans  le  cas 
de  la  commutatrice,  le  courant  débité  est  bien  indépendant  du  cou- 
rant total  si  le  réglage  est  parfait;  mais  il  suffit  de  très  petites 
variations,  indépendantes  du  courant  total,  telles  que  variations  de 
vitesse,  d'excitation  des  alternateurs  de  l'usine,  etc.,  pour  faire  pas- 
ser tout  le  débit  de  la  commutatrice  à  la  génératrice  ou  vice  versa. 
C'est  bien  ce  que  l'on  a  vérifié  en  pratique,  aux  tramways  de  Mar- 
seille notamment,  où  cette  disposition  a  été  essayée.  Il  ne  faut  pas 
oublier  que  le  circuit  commutatrice,  batterie-survolteur  a  peu  de 
résistance  et  pas  de  réaction  d'induit,  de  sorte  qu'une  faible  force 
électromotrice  y  fait  naître  des  courants  intenses. 

Au  contraire,  le  montage  Entz,  représenté  en  figure  545,  donne  toute 
stabilité  grâce  à  la  présence  de  l'enroulement  supplémentaire  S4,dont 
nous  avons  expliqué  le  rôle.  Il  est  facile  d'ailleurs  de  s'expliquer  ce 
rôle  par  la  méthode  graphique  indiquée  par  M.  Fabry  et  représentée 
en  figure  534.  AB  est  la  caractéristique  de  la  commutatrice,  CD  la 


1 .  L'Éclairage  électrique,  t.  XXXVI,  p.  321  ;  29  août  1903. 


BATTERIES-TAMPON  845 

variation  de  tension  du  groupe  balterie-survolteur  en  fonction  de 
rintensité  I^  de  la  commutatrice,  en  supposant  supprimé  l'enroule- 
ment série-commutatrice  S|.  Cette  courbe  monte  légèrement,  car, 
rintensité  l«  du  réseau  étant  supposée  constante,  lorsque  I^  diminue, 
le  courant  I^  —  I*-  de  la  batterie  augmente  et  la  tension  baisse  un  peu 
par  suite  de  la  petite  résistance  de  la  batterie.  Le  point  de  ren- 
contre P,  de  ces  deux  lignes  se  rapporte  au  fonctionnement  normal . 
Si  la  caractéristique  AB  de  la  commutatrice  devient  A'B'  par  suite 
d'une  des  circonstances  examinées  plus  haut  et  indépendantes  du 
courant  total,  le  point  de  rencontre  P,  s'éloigne  considérablement,  et 
la  répartition  de  la  charge  entre  la  batterie  et  la  commutatrice  est 
profondément  modifiée.  Si,  au  contraire,  Tenroulement  S|  est  dis- 
posé, la  courbe  CD  devient  CD'  beaucoup  plus  inclinée,  de  sorte  que 
la  stabilité  est  augmentée. 

En  pratique,  le  dispositif  Entz  appliqué  aux  tramways  de  Marseille 
a  donné  des  résultats  tout  à  fait  satisfaisants,  et  l'intensité  delà  com- 
mutatrice est  presque  rigoureusement  constante  (270  ampères), 
tandis  que  l'intensité  du  réseau  est  extrêmement  variable  (230  à 
430  ampères). 

La  Compagnie  l'Industrie  électrique  de  Genève  a  également  créé 
un  groupe  survolteur-dévolteur  ^  dont  l'induit  est  placé  dans  le  cir- 
cuit de  la  batterie-tampon,  et  qui  permet  de  maintenir  constante 
l'intensité  de  la  commutatrice,  quelle  que  soit  l'intensité  du  réseau. 

A  cet  effet,  l'inducteur  de  ce  survolteur  porte  un  double  enroule- 
ment, l'un  à  fil  fin,  pris  en  dérivation  aux  bornes  de  la  batterie  et 
sur  lequel  agit  le  régulateur  automatique  à  déclic  précédemment 
décrit;  l'autre  enroulement  est  à  gros  fil  et  parcouru  par  le  courant 
total  dont  l'effet  instantané  est  de  survolter  ou  de  dévolter  la  bat- 
terie suivant  le  sens  de  la  variation  d'intensité  extérieure.  Ce  der- 
nier enroulement  effectue  donc  le  réglage  instantané,  et  le  régulateur 
automatique,  dont  la  course  se  trouve  réduite,  n'a  plus  qu'un  travail 
d'ajustage  à  opérer.  L'appareil  de  mesure  du  régulateur  est  ici  watt- 
métrique  et  non  voltmétrique,  comme  il  a  été  décrit,  parce  que  la 
commutatrice  possède  une  tension  invariable  avec  le  régime  et  qu'il 
s'agit  de  maintenir  constante  sa  puissance,  et  par  suite  son  intensité. 
Le  système  inducteur  de  cet  appareil  de  mesure  est  excité  par  une 
dérivation  prise  sur  les  barres  du  tableau  ;  son  système  induit  mo- 
bile est  parcouru  par  le  courant  total  de  la  commutatrice  ou,  ce  qui 

1.  VÉclairage  électrique,  t.  XXIX,  p.  440;  21  décembre  4901. 


g46  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

est  plus  simple  comme  construction,  par  une  dérivation  de  ce  cou- 
rant prise  aux  bornes  d*une  résistance  fixe. 

Ces  groupes  survolteurs  avec  batteries-tampon  sont  employés 
notamment  dans  les  sous-stations  de  la  ligne  Porto-Ceresio  à  Milan 
de  la  Société  italienne  des  chemins  de  fer  de  la  Méditerranée,  ainsi 
que  dans  la  sous-station  pour  éclairage  et  tramways  de  Santa  Rade- 
gonda,  de  la  Société  générale  italienne  Edison,  à  Milan. 


CHAPITRE  IV 
BATTERIES  TRAÏSPORTABLES.  --  BATTERIES  DE  TRAMWAYS 


Ces  batteries,  destinées  a  être  transportées,  se  distinguent  des  bat- 
teries à  poste  fixe  par  deux  qualités  dominantes  :  la  légèreté  et  le 
faible  encombrement.  On  sait  que  les  grandes  capacités  spécifiques 
(massique  ou  volumique)  ne  sont  obtenues  qu'en  sacrifiant  sur  la 
durée  des  plaques;  aussi  les  éléments  transportables  donnent-ils  lieu  . 
à  des  frais  d'entretien  supérieurs  à  ceux  des  éléments  à  poste  fixe. 
C'est  pour  cette  raison  que  Ton  n'a  pas  intérêt  à  choisir  dans  tous  les 
cas  les  batteries  les  plus  légères.  Lorsque  la  chose  est  possible,  il 
vaut  mieux  choisir  des  éléments  à  moindre  capacité  spécifique,  mais 
à  durée  plus  grande, 

A  ce  point  de  vue,  en  ce  qui  concerne  les  batteries  destinées  à  la 
traction  électrique,  nous  aurons  à  distinguer  ici  les  batteries  pour 
tramways,  chemins  de  fer,  bateaux  et  les  batteries  pour  voitures 
automobiles.  Nous  examinerons  spécialement  aussi  les  batteries  pour 
éclairage  des  véhicules  (trains,  voitures,  etc.)  ainsi  que  les  batteries 
pour  inflammation  des  moteurs  à  explosion  et  enfin  certaines  appli^ 
cations  diverses  des  éléments  transporiables. 

La  traotion  par  aconmolateurs  comparée  aux  autres  systèmes.  — 
Sans  vouloir  entrer  dans  les  détails  de  la  traction  électrique,  qui  fait 
l'objet  de  nombreux  traités  spéciaux,  nous  croyons  utile  de  donner 
ici  quelques  considérations  relatives  à  l'emploi  des  batteries  d'accu- 
mulateurs. 

Les  batteries  d'accumulateurs  ont  été  les  premières  sources  aux- 
quelles les  tramways  électriques  de  Paris  ont  demandé  leur  énergie. 
Depuis,  de  nombreux  systèmes  sont  entrés  en  concurrence  :  fil  aérien, 
caniveau,  contact  superficiel.  De  tous  ces  systèmes,  celui  à  fil  aérien 
est  sans  conteste  le  plus  économique  dans  la  plupart  des  cas.  Cepen- 


848  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

dant,  comme  ce  système  n'est  pas  possible  dans  certains  parcours  des 
grandes  villes,  la  traction  par  accumulateurs  reste  souvent  la  plus 
avantageuse  à  employer  parmi  les  différents  autres  systèmes.  Aussi 
voit-on  fonctionner  encore  un  nombre  assez  important  de  lignes  à 
accumulateurs  dans  les  grandes  villes. 

C'est  que  les  frais  de  premier  établissement  sont  moins  élevés  que 
pour  le  contact  superficiel  et  surtout  le  caniveau  ;  d'autre  part,  une 
fraction  notable  du  capital  engagé  se  retrouve  sous  forme  de  vieux 
plomb.  Au  point  de  vue  de  Tentretien  proprement  dit,  il  est  vrai  que 
le  contact  superiiciel  et  surtout  le  caniveau  peuvent  être  supérieurs 
au  système  par  accumulateurs;  mais,  si  on  tient  compte  des 
dépenses  d'amortissement  et  d'intérêts,  ce  dernier  système  peut* 
l'emporter  dans  bien  des  cas.  Ajoutons  que  la  traction  par  accumu- 
lateurs ne  demande  aucune  modification  de  la  voie,  qu'elle  ne  néces- 
site pas  les  nombreux  travaux  de  viabilité  imposés  par  l'installation 
ou  l'entretien  des  deux  autres  systèmes,  travaux  qui  sont  une  entrave 
à  la  circulation  générale  et  rendent  quelquefois  très  difficile  l'exploi- 
tation de  la  ligne,  dans  le  cas  de  l'entretien.  En  ce  qui  concerne 
l'exploitation,  les  voitures  à  accumulateurs  étant  absolument  indé- 
pendantes donnent  une  plus  grande  sécurité,  un  accident  à  l'usine 
n'ayant  aucune  répercussion  sur  le  trafic.  La  puissance  demandée  à 
l'usine  pour  la  charge  des  batteries  étant  très  régulière,  et  plus  faible 
que  dans  les  autres  systèmes  (les  accumulateurs  pouvant  se  charger 
également  la  nuit),  il  en  résulte  souvent  une  économie  d'installation 
et  d'exploitation  de  l'usine. 

Lorsqu'il  s'agit  de  lignes  à  faible  trafic,  les  accumulateurs 
p3uvent  même  être  préférés  au  trolley  au  point  de  vue  économique. 
On  a  remarqué  à  Hanov^e^  où  l'exploitation  par  accumulateurs,  ou 
plutôt  l'exploitation  mixte,  trolley-accumulateurs,  a  succédé  à  l'ex- 
ploitation par  trolley,  que  les  dépenses  en  combustible  par  kilomètre- 
voiture  étaient  les  mêmes  dans  les  deux  cas.  En  effet,  si,  d'une  part, 
la  voiture  à  accumulateurs  consomme  plus  d'énergie  électrique 
(680  w.-h.  par  voiture-kilomètre)  que  la  voiture  à  trolley  (420  à 
440  w.-h.  par  voiture-kilomètre),  par  suite  du  poids  supplémentaire 
de  la  batterie  et  du  rendement  de  celle-ci,  d'un  autre  côté,  l'usine 
fonctionnant  dans  de  bien  meilleures  conditions  de  rendement  avec 
les  accumulateurs,  1  kilogramme  de  houille  produit  600  à  650  watts- 
heures  dans  ce  cas,  tandis  qu'il  ne  fournit  que  4âo  watts-heures  dans 

1.  L'Industrie  éleclrique,  t.  VI,  p.  160;  23  avril  1897. 


BATTERIES  TRANSPORTABLES.  —  BATTERIES  DE  TRAMWAYS    849 

le  cas  du  trolley,  il  en  résulte  que  la  dépense  de  houille  par  voiture- 
kilomètre  reste  sensiblement  la  même  dans  les  deux  cas. 

Si  on  examine  les  frais  d'installation,  le  prix  du  kilomètre  de 
réseau  aérien  revient,  d'après  Uppenborn,  à  18.500  francs  pour  voie 
simple  et  à  27.000  francs  pour  voie  double.  Comme  une  batterie  re- 
vient à  3.750  francs  (tes  voitures  d'Hanovre  pesaient  à  vide  9,4  tonnes, 
dont  2,9  tonnes  de  batterie),  il  en  résulte  que,  pour  un  même  capital 
engagé,  on  peut  installer  par  kilomètre  5  batteries  pour  une  voie 
simple  et  7  pour  une  voie  double. 

Les  dépenses  d'entretien  de  la  ligne  aérienne  peuvent  s'évaluer  à 
5  0/0  d'entretien  et  de  surveillance  par  kilomètre  et  par  an,  6  0/0  d'in- 
térêt et  3  0/0  d'amortissement.  En  tout  13  0/0.  Pour  la  voie  simple, 
la  dépense  annuelle  est  de  2.405  francs;  elle  monte  à  3.500  francs 
pour  le  kilomètre  de  voie  double.  Dans  le  cas  de  la  batterie,  les 
dépenses  d'entretien  s'élèvent  à  30  0/0  par  batterie  et  par  an,  et  celles 
d'entretien  et  d'amortissement  à  8  0/0.  Ces  38  0/0  représentent 
1.500  francs  par  batterie  et  par  an. 

On  voit  donc  qu'en  tolérant  les  mêmes  dépenses  d'entretien  pour 
l'exploitation  à  accumulateurs  que  pour  celle  à  trolley,  il  est  pos- 
sible de  faire  rouler  1,6  voiture  à  accumulateurs  (soit  0,8  dans 
chaque  sens)  par  kilomètre  de  voie  simple,  et  2,25  voitures  (soit  1,13 
dans  chaque  sens)  par  kilomètre  de  voie  double.  ^ 

Ces  chiffres  montrent  que,  dans  le  cas  examiné  ici,  à  la  vitesse  de 
12  kilomètres  à  l'heure,  Texploitation  par  accumulateurs,  d'autant 
plus  avantageuse  que  les  départs  sont  moins  fréquents,  donnera  les 
mêmes  frais  d'entretien  que  l'exploitation  par  trolley  pour  des  inter- 
valles de  6,52  minutes  entre  chaque  voiture  de  même  direction  dans 
le  cas  de  la  voie  simple  et  pour  des  intervalles  de  4,5  minutes  dans  le 
cas  de  la  voie  double. 

Les  chiffres  donnés  ici  ne  sont  évidemment  pas  absolus;  mais 
Tétude  de  ce  cas  particulier  montre  bien  que  la  traction  par  accu- 
mulateurs eât  d'autant  plus  avantageuse  que  le  trafic  est  faible. 

Calcul  d'une  batterie  de  tramway.  —  Étant  donné  un  tramway  de 
masse  totale  M  non  compris  la  batterie,  le  problème  se  pose  de  dé- 
terminer la  masse  x  de  batterie  capable  de  faire  parcourir  à  ce  tram- 
way un  trajet  aller  et  retour  dont  on  connaît  le  profil. 

On  commence  par  calculer  le  travail  total  nécessité  par  le  trajet 
d'une  voiture  qui  aurait  une  masse  totale  (batterie  comprise)  de 
i  tonne.  Dans  le  trajet  total,  il  y  a  à  considérer,  au  point  de  vue  des 

5i 


850 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


résistances  à  la  traction,  les  parties  en  palier,  celles  en  rampe  ou 
en  pente,  les  courbes  et  les  démarrages.  En  palier,  on  a  pour  le  tra> 
vail  t  relatif  à  un  parcours  de  /  mètres  : 

^  =  H^  watts-heures, 

en  appelant  /*  le  coefficient  de  traction,  exprimé  en  kilogrammes  par 
tonne.  On  prend  en  général  comme  valeurs  de  ce  coefficient  les 
valeurs  suivantes,  variables  avec  la  nature  de  la  voie  : 


NATCRE   DE   LA   VOIE 

COEFFICIENT  DE  TRACTION  EN  WLOG.  PAR  TONNE    | 

VOITURE   AL-TOMOTHICe 

rOITCHt  imOROCCB 

Rails  saillants  (Viguole) 

—  à  ornière  (Marsillon) . , 

—  à  gorge  (  Broca) 

9 
13 

5 

8 
9 

Pour  une  déclivité  égale  à  h  exprimée  en  millimètres  par  mètre, 
il  faudra  ajouter  au  travail  précédent 


^  S^  watts-heures 


selon  qu*il  s*agira  d'une  rampe  ou  d'une  pente.  Le  travail  total  dans 
ce  cas  devient  : 

t  =  —^  (f^  h)  watts-heures. 

Dans  les  parties  en  courbes,  il  y  a  en  outre  à  ajouter  à  /'-j-  ^  dans 
la  formule  précédente  un  effort  supplémentaire  variable  avec  le 
rayon  de  courbure,  la  largeur  de  la  voie,  la  nature  du  truck  de  la 
voiture.  Cet  effort  supplémentaire  k  peut  prendre  les  valeurs  sui- 
vantes ',  relatives  à  la  voie  de  l"*,44  de  largeur  : 

Rayon  de  courbure  k  en  kilogrammes 

en  mètres  par  tonne 

200  4  d*après  Desdouils,  avec  rails  Vignole. 

150  à  140  6  —  — 

14  16,5  d'après  Perret. 

7  25  — 


1.  Aucamus  et  Galine,  Tramways  et  Au  tomobiles^  p.  6. 


BATTEKIIâS  TRANSPORTABLES.  -  BATTERIES  DE  TRAMWAYS  851 

L'énergie  totale  dépensée  sur  un  parcours  de  longueur  /  possédant 
une  déclivité  et  un  rayon  de  courbure  connus  sera  : 

11  est  à  remarquer  que,  sauf  le  cas  très  rarement  employé  où  il  y 
a  récupération,  on  ne  devra  jamais  faire  intervenir  une  valeur  de  l  né- 
gative, même  dans  le  cas  où,  en  pente,  on  aurait  : 

h>f+k. 

Dans  ce  cas,  en  effet,  la  descente  se  fait  en  freinant,  de  sorte  que 
Ton  doit  considérer  comme  nulles  toutes  les  valeurs  particulières  de 
t  qw  le  calcul  indiquerait  négatives. 

Après  avoir  établi  les  valeurs  de  t  pour  chaque  tronçon  de  la 
ligne,  la  dépense  totale  d  énergie  relative  à  une  masse  totale  de  une 
tonne  sera  : 

T  =  S^ 

Mais  il  y  aura  en  outre  à  tenir  compte  des  démarrages.  Chaque 
démarrage  absorbe  une  énergie  égale  : 

'' =2^5"  *■*"'-•'*"'■**' 

par  tonne,  v  étant  la  vitesse  exprimée  en  mètres  par  seconde. 

Si  donc  le  parcours  comporte  un  nombre  n  de  démarrages,  Ténergie 
totale  deviendra  : 

T  +  n/ '  =  K 

par  tonne,  et  on  aura  par  conséquent  : 

-(M  +x)K=i(mxe, 

en  appelant  e  Ténergie  massique  exprimée  en  watts>lieures  par  kilo- 
gramme d'élément  (poids  total)  pour  le  type  d'accumulateurs  que 
Ton  a  choisi  et  pour  un  régime  correspondant  au  temps  total  de  la 
décharge  sur  le  parcours  aller  et  retour.  Cette  valeur  e  est  connue  ; 
c'est  une  caractéristique  du  type  d'élément.  De  cette  équation,  on  dé- 
duit la  masse  a?  en  tonnes  de  la  batterie,  tous  les  autres  termes  étant 


852  LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

connus,  p  est  le  rendement  des  moteurs,  engrenages  compris, 
qu'on  peut  prendre  égal  à  0,75  environ. 

En  pratique,  on  ne  calcule  quelquefois  que  la  dépense  alTérenle 
au  profil,  et  on  multiplie  par  un  coefficient  d'environ  1,25  pour  tenir 
compte  des  courbes  et  des  démarrages. 

Lorsqu'il  s'agit  d'un  avant-projet,  on  se  contente  souvent  d'ap- 
pliquer la  valeur  moyenne  de  la  consommation  par  tonne>kilomèlre. 
Les  nombreuses  expériences  faites  sur  différents  réseaux  ont  montré 
que  cette  valeur  est  voisine  de  50  watts-heures  par  tonne-kilomètre 
(avec  variations  de  40  à  60  selon  le  profil  plus  ou  moins  accidenté, 
l'état  et  la  nature  des  rails  et  des  voitures).  La  masse  totale  de  la 
batterie  se  détermine  d*après  l'équation 

50  (M  +  x)  L  r=  lOOOare, 

dans  laquelle  L  représente  le  parcours  total  en  kilomètres. 

Lorsqu'on  connaît  a\  on  détermine  la  masse  d'un  élérqent  et,  par 
suite,  le  type  de  celui-ci,  en  divisant  parle  nombre  N  d'éléments. 
Pour  une  tension  moyenne  U  à  la  décharge,  on  devra  prendre  : 

y  =t  -—-  environ. 
i,y 

Il  est  à  remarquer  qu'en  pratique  il  convient  de  prendre  des  élé- 
ments de  capacité  notablement  supérieure  à  celle  exigée  par  un 
voyage  aller  et  retour.  C'est  qu'il  est  bon  de  prévoir  en  effet  soit  une 
consommation  plus  élevée  que  la  moyenne  (mauvais  état  de  la  voie, 
neige,  etc.),  soit  une  diminution  de  la  capacité  de  la  batterie. 

Sur  le  montage  des  batteries  de  tramways.  —  En  général,  le 
poids  et  l'encombrement  dont  on  peut  disposer  sont  suffisants  pour 
permettre  le  choix  de  plaques  assez  robustes.  On  dépasse  rarement 
pour  celles-ci  la  capacité  massique  !0  à  12  ampères-heures  par  kilo- 
gramme de  plaques  dans  le  cas  des  éléments  à  charge  lente,  et  4  à 
6  ampères-heures  par  kilogramme  de  plaques  pour  les  éléments  à 
charge  rapide. 

Les  plaques  sont  montées  dans  des  bacs  en  ébonite  qui  souvent 
portent  sur  deux  de  leurs  côtés  des  nervures  permettant  Técartemenl 
des  bacs  voisins  et  sur  leur  fond  des  pieds  en  caoutchouc  souple  qui 
donnent  de  l'élasticité  et  évitent  des  ruptures  en  cas  de  secousses. 

Les  plaques  de  même  polarité  sont  soudées  entre  elles,  ce  qui  est 


B.VTTERIES  TH^VNSPORTABLES.  -  BATTERIES  DE  TRAMWAYS  833 

la  meilleure  disposition  ;  cependaDt,  dans  certains  cas  où  la  batterie 
est  toujours  facilement  accessible,  on  réunit  les  plaqués  par  des 
boulons. 

Les  connexions  d'élément  à  élément  sont  des  barrettes  de  plomb 
soudées,  dont  la  section  doit  être  assez  forte  à  cause  des  hautes  in- 
tensités aux  démarrages.  Dans  le  cas  où  les  plaques  sontboulonnées, 
on  réunit  les  éléments  par  des  bandes  de  cuivre  serrées  sur  les  bou- 
lons. 

Les  éléments  peuvent  être  placés  soit  sous  les  banquettes,  soit 
dans  une  caisse  unique  placée  sous  la  voiture  entre  les  deux  essieux. 
Le  premier  procédé  a  l'inconvénient  de  nécessiter  une  manutention 
plus  considérable  des  différentes  caisses  de  la  batterie.  La  figure  555 
représente  la  disposition  qui  a  été  employée  au  début  (1892)  sur  les 
tramways  de  Saint-Denis-Madeleine,  Saînt-Denis-Opéra  et  Saint- 
Denis-Neuilly.  Les  éléments  du  type  T.  E.  M.,  au  nombre  de  108, 
sont  répartis  dans  douze  caisses  en  bois,  six  pour  chaque  côté  de  la 
voiture.  Les  9  éléments  d'une  caisse  sont  groupés  en  tension  et 
les  pôles  des  petites  batteries  ainsi  formées  aboutissent  chacun  à 
une  bande  de  cuivre  fixée  sur  Tune  des  parois  latérales  de  la  caisse. 
Dans  la  voiture,  des  lames  de  laiton  sont  montées  à  ressort  sur  des 
supports  en  bois.  En  introduisant  les  caisses  entre  ces  lames  sur 
lesquelles  frottent  les  bandes  de  cuivre,  on  établit  automatiquement 
la  mise  en  tension  de  toutes  les  caisses. 

Quand  une  voiture  rentre  au  dépôt  pour  échanger  sa  batterie  dé- 
chargée contre  une  autre,  sept  wagonnets  roulant  sur  des  voies  De- 
cauville  sont  rangés  de  chaque  côté  de  la  voiture;  six  supportent 
les  caisses  d'accumulateurs  fraîchement  chargés,  le  septième  est 
vide. 

On  fait  glisser  la  première  caisse  de  la  batterie  contenue  dans  la 
voiture  sur  ce  dernier  wagonnet,  et  on  Temmène  sur  le  banc  de 
charge.  La  première  caisse  chargée  est  introduite  dans  le  compar- 
timent libre  de  la  voiture  ;  le  wagonnet  qui  devient  libre  reçoit  la 
deuxième  caisse  de  la  batterie  déchargée  qui  est  emmenée  sur  le 
banc  de  charge,  et  ainsi  de  suite.  La  plate-forme  des  wagonnets  est 
mobile  au  moyen  d'une  vis  et  d'un  volant,  de  façon  à  pouvoir  être 
amenée  exactement  au  niveau  soit  du  banc  de  charge,  soit  de  la 
voiture. 

Quand  la  place  est  suffisante,  on  peut  disposer  les  bancs  de  charge 
le  long  des  voies  et  éviter  ainsi  la  double  manutention  précédente. 

Cependant,   si    Tinconvénient  de  l'immobilisation    des  voitures 


854 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


n'existe  pas  par  suite  de  la  rapidité  de  la  manœuvre  qui  peut  être 
faite    en   cinq  minutes,  il  n^en  est  pas  moins  vrai  que  ce  système 


p 
cr 

â 


I 


accroît  sensiblement,   par   les  frais  de  manutention,  les  dépenses 
totales  d'exploitation. 


BATTERIES  TRANSPORTABLES.  —  BATTERIES  DE  TRAMWAYS         835 

Lorsqu'il  s'agît  de  batteries  à  charge  rapide  et  qu'on  laisse  sous  la 
voiture  pendant  cette  opération,  cet  inconvénient  n'existe  plus; 
mais  alors  survient  un  inconvénient  d'un  autre  ordre  :  les  voyageurs 
sont  incommodés  par  les  dégagements  gazeux  avec  entraînement 
d'acide,  produits  pendant  la  charge,  ainsi  que  par  la  chaleur  qui 
peut  résulter  de  cette  charge. 

On  évite  ces  inconvénients  et  on  rend  la  manutention  beaucoup 
plus  simple  en  séparant  complètement  la  batterie  de  la  voiture  et  en 
logeant  tous  les  éléments  dans  une  caisse  spéciale  suspendue  sous 
la  voiture  entre  les  deux  essieux.  Cette  caisse  est  en  bois;  elle  est 
consolidée  par  un  ensemble  de  ferrures. 

On  dispose  quelquefois  la  batterie  en  deux  caisses,  l'une  suspen^ 
due  à  l'avant  etl'autre  à  l'arrière  delà  voiture;  mais  la  caisse  unique 
est  préférable.  La  manutention  se  fait  mécaniquement  à  l'aide  d'un 
monte-charge  hydraulique  ou  électrique. 

La  figure  556,  qui  se  rapporte  aux  tramways  de  la  Compagnie  des 
Chemins  de  fer  nogentais  S  montre  la  disposition  employée.  La 
caisse  disposée  sous  la  voiture,  entre  les  deux  essieux,  renferme  ici 
210  éléments  Union  de  18  kilogrammes,  répartis  en  six  comparti- 
ments. 

Ces  tramways  sont  à  traction  mixte,  trolley  hors  Paris  et  accumu- 
lateurs dans  Paris. 

Quel  que  soit  le  mode  de  montage  employé,  il  est  extrêmement 
important  d'assurer  un  bon  isolement  des  éléments;  cette  précaution 
est  d'autant  plus  recommandable  que  les  batteries  sont  à  plus 
haute  tension  et  qu'elles  chargent  plus  rapidement  et  sur  la  voiture 
même.  Pour  les  batteries  à  charge  rapide  fonctionnant  entre 
500  et  600  volts  (pendant  la  charge),  si  l'isolement  est  insuffisant,  il 
peut  en  résulter  des  dangers  d'incendie  et  même  d'explosion.  Pour 
assurer  un  isolement  aussi  élevé  que  possible,  il  faut  d'abord  choi- 
sir de  bons  bacs  suffisamment  épais  ;  on  évite  ainsi  les  fuites  ou  les 
suintements  avec  leurs  fâcheuses  conséquences.  Comme  il  faut  cepen- 
dant prévoir  le  cas  d'une  fuite  accidentelle  ou  d'un  renversement 
d'acide  (tamponnement  de  la  voiture,  par  exemple),  il  est  bon  de 
prévoir  un  écoulement  aussi  rapide  que  possible  de  l'acide  renversé. 
Les  caisses  en  bois  doivent,  en  outre,  être  garanties  contre  l'action 
de  l'acide  par  une  couche  assez  épaisse  de  matière  inattaquable 
à  l'acide. 

Afin   d'éviter  des  dérivations  dangereuses  entre  des  éléments 

1.  L'Éclairage  électrique,  t,  XXX,  p.  133;  2r»  juillet  1902. 


856 


LES  ACCUMUL.VTEURS  ÉLECTRIQUES 


soumis  à  des  potentiels  très  différents  et  toujours  plus  ou  moins 
imbibés  d'acide  extérieurement  par  suite  du  dégagement  pendant  la 


charge,  on  doit  sectionner  autant  que  possible  la  batterie  et  grouper 
les  éléments  dans  un  certain  nombre  de  petites  caisses  montées  en 


BATTERIES  TRANSPORTABLES.  -  BATTERIE^  DE  TRAMWAYS  857 

tension  et  isolées  entre  elles  en  même  temps  qu'elles  sont  isolées  de 
la  grande  caisse. 

Dans  les  petites  caisses,  le  groupement  dés  éléments  doit  se  faire 
çn  éloignant  le  plus  possible  les  éléments  portés  à  des  potentiels  dif- 
férents et  en  écartant,  soit  à  Taide  de  lames  isolantes,  soit  par  les 
nervures  que  possèdent  les  bacs,  les  différentes  rangées  de  ceux-ci. 
Âii  fond,  il  faut  également  isoler  les  bacs  des  petites  caisses. 

Sur  l'entretien  des  batteries  de  tramways.  —  Lorsque  les  batteries 
sont  à  charge  lente  effectuée  en  usine,  leur  entretien  se  fait  dans  les 
mômes  conditions  que  Tentretien  des  batteries  à  poste  fixe.  Comme 
il  est  possible  de  mesurer  les  différences  de  potentiel  de  chaque  élé- 
ment, on  reconnaît  facilement  les  éléments  défectueux,  que  Ton  visite 
librement  après  les  avoir  remplacés  par  des  éléments  toujours  pré- 
parés d'avance  et  en  bon  état. 

Quand  la  charge  a  lieu  sur  la  voiture  mAme,  il  est  indispensable 
d'examiner  périodiquement  les  différentes  batteries  à  la  fin  du  ser- 
vice, pendant  la  nuit.  Ces  visites  doivent  être  fréquentes  (en  été  au 
moins  tous  les  deux  jours  et  quelquefois  même  tous  les  jours)  pour 
compenser  les  pertes  de  liquide,  d*autantplus]grandes  que  la  tempé- 
rature est  plus  élevée.  Pendant  ces  visites,  on  mesure  la  tension 
individuelle  des  éléments,  et  une  pratique  assez  recommandable 
consiste  à  ramener  au  dépôt  les  batteries  à  visiter  dans  leur  état  fin 
décharge;  au  besoin, on  décharge  quelques  instants  la  batterie  après 
sa  sortie  de  la  voiture,  et  on  trouve  ainsi  au  voltmètre  les  éléments 
défectueux  que  Ton  remplace  immédiatement. 

Indépendamment  des  éléments  qui  sont  ainsi  visités  prématurément 
par  suite  de  circonstances  accidentelles,  il  y  a  lieu  d'effectuer  de 
temps  en  temps  un  démontage  et  un  remontage  de  la  batterie.  Cette 
opération,  qui  doit  être  faite  en  général  tous  les  3.000  à  6  000  kilo- 
mètres-voitures (selon  les  conditions  d'exploitation  et  le  type  des 
batteries),  a  pour  but  principal  d'enlever  le  dépôt  de  matière  active 
qui,  atteignant  la  partie  inférieure  des  plaques  ou  formant  pont  entre 
deux  électrodes  voisines,  viendrait  occasionner  des  courts-circuits. 
En  pratique,  on  est  averti  de  la  nécessité  de  cette  opération  lorsque 
la  batterie  commence  à  chauffer  et  prend  pendant  la  charge  une 
intensité  supérieure  à  l'intensité  normale,  accidents  dus  à  la  pré- 
sence des  courts-circuits. 

Lorsque  les  plaques  ne  possèdent  plus  la  capacité  suffisante,  elles 
doivent  être  remplacées. 


858  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

La  durée  des  plaques  s'exprime  ici  en  nombre  total  de  kilomètres- 
voitures  effectués  avant  le  remplacement.  Cette  durée  est  variable  avec 
le  type  d'élément,  le  poids  relatif  de  batterie  par  rapport  à  la  voiture 
et  les  conditions  d'exploitation.  Elle  est  comprise  le  plus  générale- 
ment  entre  10.000  et  30.000  kilomètres- voitures  pour  les  plaques 
positives,  les  plus  importantes  à  considérer.  Les  plaques  négatives  à 
oxyde  rapporté  peuvent  donner  plus  de  100.000  kilomètres- voi- 
tures, à  condition  de  les  réempâter  lorsqu'elles  n'ont  plus  la  capa- 
cité. 

La  vérification  de  l'isolement  doit  être  aussi  exécutée  périodique- 
ment; on  découvre  facilement  les  points  faibles  par  les  mêmes  mé- 
thodes que  celles  indiquées  à  propos  des  batteries  à  poste  fixe.  On 
peut  trouver  ainsi  un  bac  qui  fuit,  un  isolateur  malpropre,  un  câble 
de  groupement  de  caisse  insuffisamment  isolé,  etc. 

Dans  une  installation  de  tramways,  il  importe  de  prévoir  une 
réserve  d'un  nombre  suffisant  de  batteries  pour  permettre  d'assurer 
l'entretien  dans  les  conditions  qui  viennent  d'être  indiquées.  Les  bat- 
teries qui  subissent  un  démontage  et  un  remontage  sont  en  effet 
immobilisées  pendant  un  jour  au  moins,  et  le  plus  souvent  pendant 
deux  ou  trois  jours,  s'il  y  a  lieu  de  désulfater  les  plaques. 

Comme  frais  d'entretien  pour  les  batteries  de  tramways,  on  compte 
en  général,  selon  le  type  d'accumulateurs  et  le  genre  d'exploitation, 
de  7  à  12  centimes  par  kilomètre-voiture  (pour  une  voiture  de  16  à 
18  tonnes,  à  50  personnes). 

Différents  modes  d'utilisation  des  batteries  de  tramways.  —  a)  Bat- 
teries à  charge  lente.  —  Au  début  de  la  traction  par  accumulateurs,  on 
a  cherché  à  obtenir,  pour  un  poids  donné  de  batterie,  un  parcours 
total  aussi  grand  que  possible  pour  une  décharge.  Après  avoir  effec- 
tué un  certain  nombre  de  trajets  aller  et  retour  sur  la  ligne,  la  voi- 
ture ramenait  au  dépôt  sa  batterie  épuisée  et  repartait  avec  une 
autre  batterie  fraîchement  chargée.  Les  tramways  de  Saint-Denis- 
Madeleine,  Saint-Denis-Opéra  et  Saint-Denis-Neuilly  ont  ainsi  fonc- 
tionné au  début.  Voici  quelles  étaient  les  principales  constantes  rela- 
tives aux  accumulateurs  du  type  T.  E.  M.  *  : 

Nombre  d'éléments 108 

Nombre  de  plaques  par  élément M 

1.  J.  Sarcia,  Conférence  à  la  Société'  des  Electriciens^  3  avril  1895. 


BATTERIES  TRANSrORTABLES.  —  BATTERIES  DE  TRAMWAYS    859 

Haateur  des  plaques,  en  millim 200 

Largeur                     —                 200 

Épaisseur                  —                 positives 8 

—  —                 négatives 6 

Poids  des  plaques,  en  kilogrammes 18 

Capacité,  en  ampères-heures 230 

Rendement,  en  énergie 0,70 

Débit  moyen,  en  ampères 35 

—     maximum,  en  ampères 100  à  120 

Parcours  total  sur  rails  Broca,  en  kilomètres.  60 

—  —        Vignole,        —            .  120 
Durée  des  plaques  négatives,  en  km-voitures.        150.000 

—                positives             —             .  14.000 


Le  poids  total  des  voitures  en  ordre  déroute  était  de  \A  tonnes^ 
dont  3  tonnes  de  batterie  et  3,5  tonnes  de  voyageurs  (50  places). 

Comme  on  le  voit,  la  capacité  massique  des  éléments  employés 
est  assez  élevée;  elle  atteint  près  de  13  ampères-heures  par  kilo- 
gramme de  plaques. 

Cette  capacité  permettait  d'effectuer  quatre  à  six  tours  suivant 
la  ligne  (Opéra  ou  Madeleine).  La  batterie  déchargée  était 
descendue  de  la  voiture  par  la  manœuvre  indiquée  précédem- 
ment, puis  on  la  chargeait  à  potentiel  constant  sous  260  volts.  La 
charge  était  arrêtée  lorsque  la  batterie  avait  reçu  ce  qu'elle  avait 
débité  (d'après  des  essais  préliminaires),  avec  une  augmentation 
co  rrespondante  au  rendement  en  quantité  des  accumulateurs  :  0,85. 
Elle  durait  en  moyenne  six  heures,  et  le  rendement  en  énergie 
de  la  batterie  atteignait  0,70. 

Les  frais  d'exploitation  étaient  les  suivants,  exprimés  en  francs, 
par  kilomètre-voiture  : 

Entretien  des  accumulateurs 0,10 

Manutention  —  0,06 

Force  motrice 0,18 

Entretien  des  trucks  et  moteurs 0,05 

.    Wattman 0,08 


0,47 


Ils  montrent  les  énormes  dépenses  de  manutention  des  batteries, 
dépenses  que  nous  avons  fait  prévoir. 

Dans  cette  exploitation,  les  changements  de  vitesse  étaient  obte- 


860  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

nus  par  groupage  des  difTérents  groupes  de  la  batterie  divisée  en 
quatre  sous-batteries.  Mais  c'est  là  une  combinaison  défectueuse,  car 
le  courant  ne  se  répartit  j$imais  également  dans  les  sous-batteries  en 
dérivation. 

b)  Batteries  à  charge  rapide.  —  Les  exploitations  de  tramways  à 
charge  lente  ont  comme  inconvénient  de  nécessiter  l'emploi  d*un 
grand  nombre  de  batteries.  Depuis  plusieurs  années,  on  utilise,  dans 
les  installations  de  tramways  par  accumulateurs,  les  batteries  à 
charge  rapide.  Ces  batteries  sont  calculées  pour  elTectuerun  parcours, 
et  elles  rechargent  avant  chaque  départ.  On  doit  choisir  pour  ce  ser- 
vice des  plaques  robustes  et  qui,  par  conséquent,  possèdent  une  capa- 
cité spécifique  relativement  faible.  La  réserve  de  capacité  doit 
être  prévue  très  largement  (on  prend  souvent  des  batteries  de 
capacité  double  de  celle  exigée  par  un  parcours).  Outré  une  plus 
grande  sécurité  d'exploitation,  on  rend  ainsi  moins  excessifs  les 
régimes  élevés  de  charge. 

La  charge  rapide  peut  être  effectuée  de  trois  façons  différentes  : 

1®  Les  voitures  rentrent  au  dépôt  après  chaque  course,  et  là  on 
charge  rapidement  la  batterie,  soit  sous  la  voiture,  soit  sur  banc  de 
charge.  Dans  le  premier  cas,  on  immobilise  la  voiture  pendant  la 
durée  de  la  charge  ;  dans  le  second  cas,  on  a  Tinconvénient  de  la 
double  manutention  ; 

2^  Les  batteries  chargent  au  terminus,  pendant  le  stationnement 
des  voitures;  un  coffret  de  charge  est  installé  pour  cet  usage  ; 

3**  Les  batteries  chargent  pendant  la  marche  même  de  la  voiture 
sur  une  partie  du  trajet  effectuée  sans  accumulateurs. 

Le  premier  système  a  comme  inconvénient  d'occasionner  à  chaque 
voyage  un  parcours  haut  le  pied,  qui  peut  être  considérable  si 
Tusine  est  éloignée  de  la  station  terminus  et  peut  créer  dans  certains^ 
cas  des  entraves  à  l'exploitation,  par  suite  du  grand  nombre  de  voi- 
tures circulant  sans  cesse  entre  l'usine  et  le  dépôt.  En  outre,  ou  bien 
la  voiture  est  immobilisée  pendant  le  temps  de  la  charge,  ou  bien  il 
faut  faire  une  double  manutention  à  chaque  voyage. 

Le  second  procédé  ne  possède  pas  le  premier  inconvénient  du  cas 
précédent;  mais  il  nécessite  une  im nobilisation  temporaire  de  la 
voiture,  le  stationnement  devant  être  plus  long  qu'en  temps  normal, 
à  moins  d'adopter  une  rapidité  de  charge  exagérée. 

EnQn  le  troisième  procédé  n'a  aucun  de  ces  inconvénients,  et  son 
emploi  paraît  tout  indlqui  dans  le  cas  des  tramways  de  pénétration 
des  grandes  villes,  lorsque  la  traction  se  fait  par  trolley  extra  muras 


BATTERIES  TRANSPORTABLES.  —  BATTERIES  DE  TRAMWAYS  861 

et  par  accumulateurs  à  Tintérieur  de  la  ville.  Ce  système  est  appelé 
traction  mixte. 

Nous  donnerons  ici  quelques  exemples,  choisis  de  préférence 
parmi  les  installations  parisiennes,  d'exploitations  à  charge  rapide. 

La  charge  rapide  aux  stations  terminus  est  employée  notamment 
sur  les  lignes  Madeleine-Courbevoie-Neuilly  (6'"*, 7),  Madeleine-Cour- 
bevoie  (place  Victor-Hugo)  (6^",6)  et  Madeleine- Levallois  (4^",7)^ 

Chaque  voiture  renferme  âOO  éléments  Tudor  d'un  poids  total  de 
i8  kilogrammes  chacun,  soit  pour  la  batterie 3. 600 kilogrammes.  Les 
dimensions  des  éléments  sont  les  suivantes  : 

Longueur  en  millimèlres 230 

Largeur  -—  80 

Hauteur  totale  ~ 340 

Un  élément  renferme  cinq  plaques  de  dimensions  200  X  210  mil- 
limètres; les  positives  ont  13  millimètres  d'épaisseur,  et  les  néga- 
tives 6  millimètres  ;  les  bacs  sont  en  ébonite.Le  logement  se  fait  sous 
les  banquettes,  en  quatre  rangées  de  oO  éléments  qui  restent  ton- 
jours  en  tension.  Les  compartiments  réservés  aux  accumulateurs 
sont  badigeonnés  à  Taide  d'un  vernis  spécial  à  base  de  caoutchouc 
afin  d'éviter  la  détérioration  du  bois  par  l'acide. 

Après  chaque  trajet  aller  et  retour,  aux  trois  terminus  de  Levai- 
lois  et  deCourbevoie,  les  batteries  chargent  pendant  quinze  à  vingt 
minutes,  à  une  intensité  moyenne  de  120  ampères.  La  manœuvre  du 
commutateur  de  charge  a  également  pour  effet  de  mettre  en  circuit 
deux  petits  moteurs  électriques  qui  actionnent  des  ventilateurs  ; 
ceux-ci  sont  placés  à  l'avant  de  la  voiture  sous  les  banquettes  et  pro- 
duisent un  appel  d'air  énergique  entraînant  les  gaz  dégagés  pendant 
la  charge. 

La  prise  de  courant  de  charge  affecte  extérieurement  l'aspect 
d'un  avertisseur  d'incendie.  C'est  une  colonne  en  fonte  portant  à  la 
partie  supérieure  une  boîte  peinte  en  rouge  et  qui  renferme  la  prise 
de  courant  et  l'indicateur  de  lin  de  charge  {fig,  557). 

On  relie  la  batterie  au  coffret  par  l'intermédiaire  d'un  câble 
souple  à  deux  conducteurs.  On  évite  toute  erreur  de  pôle  en  don- 
nant aux  broches  de  contact  positives  la  forme  d'une  croix  (-f-)i  et  aux 
négatives,  la  forme  d'une  fente  (— ). 

L'indicateur    de    charge    est   représenté    schématiquement   en 

1.  Vlndush-ie  électrique,  t.  VI,  p.  lo4;  25  avril  1897. 


862 


LES  ACCUMUIJITEURS  ÉLECTRIQUi 


figure  558.  Une  dérivation  prise  sur  les  bornes  de  la  batterie  traverse 
une  résistance  de  réglage  et  un  solénoïde  renfermant  un  noyau  mo- 
bile. Ce  solénoïde  se  trouve  donc 
traversé  par  un  courant  propor- 
tionnel à  la  tension  de  la  ba  tterie 
en  charge.  Une  bobine  à  gros  fil, 
placée  au-dessus  du  solénoïde,  est 
traversée  par  le  courant  de  cha  r  ge 
et  dans  un  sens  tel  qu*il  contrarie 
Faction  de  ce  solénoïde  à  fil  fin . 
L^attraction  du  noyau  suit  ainsi 
les  variations  de  la  force  élec- 
tromotrice. Vers  la  fin  de  la 
charge,  lorsque  la  force  électro- 
motriee  des  accumulateurs  aug- 
mente, le  courant  de  charge  di- 
minue, la  bobine  à  fil  fin,  dont 
Taclion  devient  prépondérante, 
attire  le  noyau,  et  celui-ci,  en  se 
soulevant,  vient  fermer  le  circuit 
local  d'une  sonnerie  qui  avertit 
le  wattman  de  la  fin  de  la  charge. 
Un  exemple  d'exploitation  avec 
charge  rapide  à  Tusine  est  donné 
par  les  lignes  de  Neuilly-Maisons- 
Laffitte  et  Neuilly -Colombes,   de 


Fio.  557.  —  Poste  de  charge. 


la  Compagnie  des  Tramways  mécaniques  des  environs  de  Paris. 
Par    suite    de  Tinter- 


I 


diction  du  trolley  dans 
Neuilly,  toute  la  partie 
du  trajet  comprise  entre 
Neuilly  et  le  dépôt  de  la 
Jatte,  soit  environ  3.800 
mèlres,  est  effectuée  par 
accumulateurs.  Ces  ac- 
cumulateurs, au  nombre 
de  200,  sont  du  type  T. 
E.M.  ;  ils  sont  logés  dans 
un  fourgon  spécial  qui  est  attelé  à  chaque  convoi  passant  devant  le 
dépôt  et  allant  sur  Neuilly.  Au  retour,  ce  môme  convoi  abandonne  son 


■-#Hh- 


m- 


-m\^ 


PiG.  558.  —  Schéma  d'installatioQ  du  poste 
de  chargé. 


BATTERIES  TRANSPORTABLKS.  -  BATTERIES  DE  TRAMWAYS  863 

fourgon  au  passage  devant  le  dépôt,  et  ce  fourgon,  qui  est  automo- 
bile et  emprunte  son  énergie  à  la  batterie,  rentre  à  Tusine  où  s'effec- 
tue la  charge  rapide  de  la  batterie.  Un  convoi  comprend  une  voiture 
automotrice  pesant  8,5  tonnes  à  vide,  une  voiture  remorquée  de 
3,8  tonnes  à  vide,  et  enfin  le  fourgon  à  accumulateurs,  d'un  poids  de 
10  tonnes,  dont  3  à  4  tonnes  d'accumulateurs. 

La  charge  rapide  se  fait  à  intensité  décroissante  ;  elle  dure,  en 
moyenne,  quarante  minutes. 

La  première  exploitation  par  traction  mixte,  trolley  et  accumula- 
teurs, a  été  réalisée  a  Hanovre.  En  1898,  cette  ville  possédait  qua- 
torze lignes  exploitées  par  ce  système.  Les  batteries  de  202  éléments 
Tudor  pesaient  2.000  à  2.5<)0  kilogrammes,  î^elon  l'état  d'usure  ; 
leur  capacité  était  de  25  ampères-heures  au  régime  d'une  heure. 
D'après  M.  KrGger  *,  les  dépenses  d'entretien  des  accumulateurs  pour 
les  deux  premières  années  d'exploitation  s'élevaient  à  2,616  centimes 
par  kilomètre-voiture  parcouru  par  accumulateurs.  Mais  il  faut  faire 
remarquer  ici  que,  par  suite  de  la  grande  différence  existant  entre 
les  parcours  des  diverses  lignes,  on  avait  la  possibilité  de  changer 
les  batteries  de  service  lorsque  leur  capacité  diminuait,  et,  par  suite, 
d'user  complètement  les  plaques  positives.  Quant  aux  négatives,  on 
les  dégarnissait  de  leur  vieille  matière  lorsque  leur  capacité  deve- 
nait trop  faible,  et  on  réempâtait  les  quadrillages. 

A  Paris,  les  premières  lignes  exploitées  par  traction  mixte,  trolley 
et  accumulateurs,  ont  été  celles  de  Place  de  la  République-Aubervil- 
liers  et  Place  de  la  République-Pantin.  M.  de  Marchéna  "^  a  donné  sur 
ces  lignes  les  renseignements  suivants  :  la  longueur  des  trajets 
intra  muros  (effectués  aller  et  retour  par  une  décharge  de  batterie)  est 
de  4.670  mètres  pour  la  première  et  4.520  mètres  pour  la  seconde. 
Des  rampes  assez  longues,  de  33  millimètres  par  mètre,  doivent  être 
franchies  au  retour. 

Les  batteries  comprennent  224  éléments  du  type  T.  E.  M.,  qui  sont 
répartis  dans  huit  petites  caisses  de  28  éléments  chacune  ;  ces  huit 
caisses  sont  à  leur  tour  logées  dans  une  grande  caisse  munie  de 
ferrures  et  suspendue  sous  la  voiture,  entre  les  deux  essieux  à 
bogies. 

Les  dimensions  de  cette  caisse  sont:  longueur,  1°", 725 ;  largeur, 
2  ,080;  hauteur,  0'",605. 

1.  Congrès  des  Tramways,  Genève,  1898. 

2.  Conférence  de  M.  de  Marchéna,  Bulletin  de  la  Société  internationale  des 
Électriciens,  t.  XV,  p.  517  ;  1898. 


864  LES  ACCl'MULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Le  poids  détaillé  d'un  élémenl  est  le  suivant  : 

3  plaques  positives 5,0  kilog. 

4  —       négatives .". 4,0 

Acide  à  2o«  B 2,5 

Connexions  et  bac 1,5 

Total.; '. i3,0 

Le  poids  total  de  la  batterie  en  ordre  de  service  est  égal  à 
3.812  kilogrammes,  comprenant: 

Poids  des  224  éléments 22i .  13  =        2912 

—  des  8  petites  caisses 8 .  50  z:^:  400 

—  de  la  grande  caisse 500 

Total 3812 

Tous  les  éléments  sont  reliés  en  série  d*une  manière  permanente; 
les  connexions  sont  en  plomb  et  soudées. 

Le  poids  total  de  la  voiture  en  ordre  de  route  (y  compris  la  batte^ 
rie  et  56  voyageurs)  est  de  17  à  i8  tonnes. 

La  capacité  des  éléments  est  de  45  à  48  ampères-heùres,  soit  une 
capacité  environ  double  de  celle  exigée  par  un  parcours  aller  et 
retour. 

Au  dépôt,  on  a  installé  un  élévateur  hydraulique  pour  la  visite  des 
batteries.  Par  un  premier  mouvement  ascensionnel,  on  soulève  légè- 
rement la  caisse  pour  la  dégager  de  ses  suppoi*ts  sous  la  voiture.  Un 
second  mouvement  de  translation  Tamène  à  proximité  des  chaînes 
d'un  pont  roulant  de  6  tonnes  qui  dessert  Tatelier  d'entretien  des 
accumulateurs.  La  double  manœuvre  d'un  changement  de  batterie 
peut  être  ainsi  effectuée  en  trois  à  quatre  minutes. 

La  recharge  des  batteries  se  fait  sur  le  parcours  à  trolley  ;  elle 
dure  environ  trente  minutes  ;  au  début,  l'intensité  de  charge  atteint 
80  à  100  ampères,  puis  elle  tombe  à  60  ampères  au  bout  de  cinq 
minutes  et  diminue  ensuite  graduellement  jusqu'à  20  ampères  envi- 
ron à  la  Rn  de  la  charge. 

c)  Coyisvle'rations  relatioesàl'utilisationdes  batteries  à  charge  rapide, 
—  La  traction  mixte  par  trolley  et  accumulateurs,  après  avoir  pris 
en  Allemagne  un  essor  considérable,  est  tombée  assez  subitement  en 
discrédit,  dans  ce  pays,  à  la  suite  de  nombreuses  interruptions 
d'exploitations  dues  à  l'épuisement  prématuré  des  batteries.   C'est 


BATTERIES  TRANSPORTABLES.  —  BATTERIES  DE  TRAMWAYS  865 

qu'il  ne  semble  pas  qu'on  ait  pris  là  toutes  les  précautions  néces- 
saires à  une  exploitation  de  ce  genre  ^ 

Disons  d'abord  que  le  logement  des  accumulateurs  sous  les  ban- 
quettes esta  condamner  ici  à  cause  de  la  gêne  et  quelquefois  du  dan- 
ger qui  peuvent  résulter  pour  les  voyageurs  des  émanations  et  de  la 
trop  grande  proximité  d'une  'batterie  chargeant  à  très  haute  inten- 
sité. 

D'autre  part,  le  point  délicat  dans  les  exploitations  de  ce  genre 
est  la  détermination  des  conditions  exactes  de  la  charge. 

L'expérience  a  montré  qu'il  peut  résulter  les  plus  graves  inconvé- 
nients à  ne  pas  suivre  celle-ci  d'une  façon  toute  spéciale  et  à  ne 
considérer  comme  important  que  le  facteur  temps  de  charge.  Ces 
inconvénients  sont  multiples  :  ils  visent  avant  tout  la  sécurité  d'ex- 
ploitation; il  est  évident  que,  si  la  charge  est  insuffisante,  il  peut  en 
résulter  des  dangers  de  panne  dus  à  l'épuisement  prématuré  de  la 
batterie.  Ils  touchent,  d'autre  part,  au  côté  économique  par  deux 
points  différents  :  consommation  de  courant  et  entretien  des  accu- 
mulateurs. Or  une  charge  excessive  provoquera  non  seulement  un 
gaspillage  coûteux  d'énergie,  mais  encore  une  détérioration  plus 
rapide  des  éléments. 

Deux  cas  particuliers  sont  à  examiner  selon  que  la  charge  rapide 
se  fnit  pendant  la  marche  de  la  voiture,  par  exemple  dans  le  parcours 
extra  muros^  s'il  s'agit  d'exploitation  mixte  à  accumulateurs  et  trolley, 
ou  qu'elle  se  fait  à  poste  fîxe  à  la  station  terminus  ou  à  l'usine. 
Dans  le  premier  cas,  la  tension  de  charge,  qui  est  la  tension  du 
trolley,  est,  comme  on  sait,  essentiellement  variable.  Comme  la 
charge  queprend  une  batterie  dépend,  en  outre  de  la  quantité  d'élec- 
tricité débitée,  principalement  de  la  tension  et  du  temps  de  charge^ 
les  grandes  variations  de  cette  tension  sont  très  préjudiciables  à 
l'obtention  d'une  charge  rationaelle.  A  certains  moments,  les 
batteries  peuvent  surcharger  pendant  qu'à  d'autres  elles  chargent 
insuffisamment.  Les  diminutions  de  tension  sont  parfois  telles  que 


1.  En  1900,  le  réseau  de  traction  mixte,  à  Berlin,  comportait  321  voitures 
motrices  d'un  poids  de  15  à  16  tonnes,  dont  3  tonnes  de  batterie.  Le  prix  d'achat 
de  ces  batteries  représentait  une  somme  de  3.12-^.000  francs.  Chaque  batterie  com- 
prenait 200  éléments  de  30  ampères-heures  au  régime  d'une  heure. 

La  cause  des  détresses  nombreuses  survenues  en  hiver  provenait  de  l'irrégula- 
rité de  la  tension  du  réseau;  on  observait  en  effet  des  variations  de  400  à 
600  voUs,  et  les  batteries,  dans  certains  ras.  chargeaient  insuffisamment,  alors 
que  la  présence  de  la  neige  dans  les  ornières  des  rails  augmentait  considérable- 
ment les  efforts  de  traction. 


866  LES  ACCUMULATEURS  ELECTRIQUES 

les  batteries  débitent  au  lieu  de  charger.  Le  fait  se  produit  notam- 
ment lorsque,  après  un  accident  sur  la  voie  ou  un  simple  embarras 
de  voitures  (et  ceux-ci  sont  fréquents  dans  les  grandes  villes),  les 
tramways  arrivent  par  séries  sur  le  même  tronçon  de  ligne  à  trolley. 

Les  inconvénients  ci-dessus  ne  sont  pas  sans  remèdes.  En  ce  qui 
concerne  la  tension,  il  suffit  d*établir  les  lignes  de  section  suffisante 
ou  multiplier  les  feeders,  ou  encore  placer  en  certains  points  des 
batteries-tampon,  de  façon  à  éviter  les  trop  grandes  variations,  car 
les  batteries  peuvent,  en  général,  fort  bien  s*accommoder  de  petites 
variations  (5  à  7  0/0  par  exemple),  pourvu  que  les  voitures  soient 
munies  d'un  appareil  de  contrôle  indiquant  la  fin  de  charge.  Un 
compteur  de  quantité  *  représente  le  meilleur  moyen  de  réaliser  le 
contrôle.  Un  tel  compteur  peut  être  établi  de  façon  à  marquer  dans 
un  sens  pendant  la  décharge  et  à  démarquer  pendant  la  charge  ;  un 
dispositif  spécial  et  simple  peut  permettre  de  tenir  compte  du  rende- 
ment de  la  batterie  pendant  la  charge,  de  telle  sorte  que  le  wattman 
est  assuré  de  la  charge  de  sa  batterie  lorsque  le  compteur  est  revenu 
au  zéro.  Si,  par  suite  d'une  tension  un  peu  plus  faible  que  la  tension 
moyenne,  la  batterie  n'est  pas  complètement  chargée  après  le  temps 
nopmal  prévu  et  que  les  horaires  ne  permettent  pas  de  charger  plus 
longtemps,  il  ne  doit  pas  en  résulter  d'inconvénients,  car  il  ne  s'agit 
que  d'un  faible  nombre  d'ampères-heures,  dont  le  compteur  tient 
d'ailleurs  compte,  et  que  les  batteries  à  charge  rapide  doivent  être 
toujours  capables  d'une  capacité  beaucoup  plus  grande  que  celle 
exigée  par  un  voyage  (on  prévoit  souvent  une  capacité  plus  que 
double). 

Au  lieu  de  la  charge  à  potentiel  constant,  on  a  intérêt  à  adopter  la 
charge  à  potentiel  légèrement  croissant,  de  façon  à  réduire  un  peu 
l'intensité  très  élevée  au  début  de  la  charge.  Avec  l'exploitation 
mixte,  on  réalise  quelquefois  cette  condition  en  éloignant  le  feeder 
du  point  où  la  voiture  prend  le  trolley  au  retour. 

Lorsqu'il  s'agit  de  charge  rapide  à  la  station  terminus,  la  tension 
peut  être  maintenue  suffisamment  constante.  Malgré  cela,  il  convient 
de  s'assurer  également  ici  de  la  fin  de  charge  des  batteries  et  de  ne 
pas  s'en  rapporter  uniquement  au  temps  de  charge,  pour  cette  fti- 
son  que,  à  égalité  de  tension  et  de  temps  de  charge,  la  quantité 
d'électricité  que  charge  une  batterie  dépend  de  ce  qu'elle  a  débité  et 

1.  Un  tel  compteur,  soumis  aux  trépidations  de  ia  voiture,  doit   présenter  des 

qualités  spéciales. 


BATTERIES  TRANSPORTABLES.  -  BATTERIES  DE  TRAMWAYS  867 

de  son  état.  11  convient  de  combattre  à  ce  propos  une  opinion  assez 
couramment  admise  dans  les  exploitations  de  ce  genre,  c'est  que  les 
batteries  doivent  se  charger  automatiquement,  c'est-à-dire  ne  prendre 
de  charge  qu'autant  qu'elles  en  ont  besoin.  Ceci  serait  exact  si  on 
adoptait  comme  tension  de  charge  celle  qui  correspond  à  la  valeur 
de  la  force  électromotrice  des  accumulateurs  chargés.  Ici  l'intensité 
baisse  jusqu'à  zéro  à  la  fin  de  la  charge,  et  la  batterie  ne  prend  plus 
rien  à  partir  de  cet  instant.  Mais  l'adoption  de  cette  tension  condui- 
rait à  un  temps  de  charge  trop  élevé  pour  les  exploitations  à  charge 
rapide.  Avec  les  tensions  plus  élevées  que  l'on  est  obligé  d'adopter, 
l'intensité  à  la  fin  de  la  charge  prend  une  valeur  encore  élevée,  et  la 
prolongation  de  celle-ci  provoque  un  gaspillage  d'énergie  et  une 
usure  prématurée  des  plaques;  en  même  temps  il  se  produit  un 
dégagement  gazeux  abondant,  avec  entraînement  de  vésicules  d'acide 
qui  incommodent  des  voyageurs  et  occasionnent  une  diminution  d'iso- 
lement des  batteries. 

Il  y  a  lieu  de  tenir  compte  également  de  l'état  des  batteries.  Celles 
qui,  déjà  anciennes,  peuvent  avoir  quelques  éléments  en  courts- 
circuits  possèdent  une  force  électromotrice  moins  élevée  et  prennent 
sous  la  même  tension  une  intensité  supérieure  à  celle  des  batteries 
normales.  Maintenues  trop  longtemps  en  circuit,  ces  batteries 
absorbent  souvent  deux  ou  trois  fois  la  quantité  d'électricité  néces- 
saire, dépense  de  courant  non  seulement  inutile,  mais  même  nuisible 
puisqu'il  en  résulte  un  échauiTement  et  une  détérioration  de  la  bat- 
terie. De  faibles  différences  dans  la  densité  de  l'acide  provoquant 
également  des  différences  dans  les  forces  électromotrices  des  batteries, 
celles-ci',  par  suite,  chargent  différemment  sous  la  même  tension. 

Pour  ces  raisons,  il  est  également  nécessaire  d'à  voir  recours  ici  aux 
indications,  soit  d'un  indicateur  de  fm  de  charge,  soit,  mieux  encore, 
d'un  compteur,  car  le  premier  ne  tient  pas  compte  des  variations 
d'état  des  batteries. 

Quand  cela  est  possible,  le  mieux  est  d'effectuer  la  charge  rapide 
à  l'usine,  car  on  peut  disposer  là  non  seulement  des  instruments  de 
mesure  indiquant  l'état  de  charge  des  batteries,  mais  encore  des 
rhéostats  de  réglage  permettant  de  faire  varier  la  tension  d'après 
l'état  des  batteries. 

En  résumé,  dans  toute  exploitation  à  charge  rapide,  il  ne  suffit 
pas  de  maintenir  les  facteurs  de  charge  :  tension  et  temps,  d'après 
leur  détermination  pour  des  conditions  normales  d'exploitation;  mais 
il  faut  tenir  compte  en  outre  des  variations  importantes  de  débit  ou 


868  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

d'état  des  batteries.  La  meilleure  solution  est  Tadoption  d'un  comp- 
teur (de  préférence  compteur  de  quantité)  sur  chaque  voiture!  Dans 
ce  cas,  on  doit  donner  comme  instructions  de  couper  la  charge 
lorsque  le  compteur  la  signale  terminée,  même  si  le  temps  moyen 
n'est  pas  atteint.  D'autre  part,  la  batterie  doit  avoir  une  réserve 
suffisante  de  capacité  pour  pouvoir  assurer  le  service,  même  si  sa 
charge  n'est  pas  complètement  terminée,  après  le  temps  réglemen- 
taire indiqué  par  les  horaires.  Le  compteur  tenant  compte  des  insuf- 
fisances de  charge,  il  est  toujours  possible  de  parfaire  celle-ci,  soit 
à  certains  moments  de  la  journée  quand  le  trafic  est  réduit,  soit  le 
soir  à  la  rentrée  au  dépôt. 

Ce  n'est  que  dans  une  exploitation  ainsi  assurée  qu'il  peut  être 
permis  de  parler  du  rendement  des  batteries.  Les  chiffres  assez 
faibles  qui  ont  été  quelquefois  donnés  avec  la  prétention  de  s'appli- 
quer au  rendement  des  batteries  à  charge  rapide  sont  absolument 
faux,  car  ils  expriment  non  le  rendement  des  accumulateurs,  mais  le 
rendement  d'une  mauvaise  exploitation,  dans  laquelle,  pour  être  cer- 
tain d'assurer  une  charge  suffisante  dans  des  conditions  défavorables, 
on  est  obligé  de  surcharger  dans  les  conditions  normales* 

L'application  des  batteries  à  charge  rapide  n'a  pas  toujours  été 
faite  d'une  façon  très  rationnelle.  Il  est  Certain  en  effet  qu'elle  n'est 
possible  que  pour  des  parcours  qui  ne  sont  pas  trop  longs;  sans  quoi 
ou  bien  on  est  conduit  à  des  poids  inadmissibles  de  batteries,  on 
bien  celles-ci,  calculées  trop  juste,  ne  tardent  pas  à  devenir  insuffi- 
santes comme  capacité,  et  les  détresses  dues  aux  épuisements  se 
multiplient. 

On  a  également  exagéré  la  rapidité  de  charge.  Si  celle-ci  doit  être 
telle  que  la  tension  à  maintenir  atteigne  2,6  à  2,7  volts  et  quelque- 
fois même  davantage  par  élément,  le  dégagement  gazeux  se  produit 
tumultueusement  dès  le  début  de  la  charge  et  les  voyageurs  sont 
incommodés  par  les  émanations  et  par  la  chaleur  dégagée,  même  si  la 
batterie  est  enfermée  dans  une  caisse  spéciale  sous  la  voiture,  tandis 
que  l'isolement  de  la  batterie  devient  impossible  à  conserver  et  qu'il 
peut  en  résulter  des  dangers  d'incendie  ou  d'explosion,  sans  parler 
des  frais  d'entretien  plus  élevés.  Si  on  se  tient  dans  des  limites  raison- 
nables, la  traction  par  accumulateurs  à  charge  rapide  est  susceptible 
d'applications  encore  assez  nombreuses,  et  elle  peut  donner  une  solu- 
tion avantageuse  aux  cas  de  lignes  mixtes,  où  le  fil  aérien  ne  peut  être 
employé  dans  certaines  parties  du  parcours  et  où  il  n'y  a  de  possibles, 
outre  les  accumulateurs,  que  le  caniveau,^  qui  coûte  très  cher  et  néces- 


BATTERIES  TRANSPORTABI.ES.   -  BATTERIES  DE  TRAMWAYS  860 

site  des  travaux  qui  entravent  la  circulation,  ou  les  contacts  super- 
ficiels, qui,  malgré  leurs  perfectionnements,  ont  comme  principal 
inconvénient  de  présenter  un  danger  pour  la  sécurité  publique. 
L'augmentation  de  poids  peut  d'ailleurs  être  très  réduite,  s'il  ne 
s'agit  que  de  petits  parcours  et  surtout  d'une  série  de  petits  parcours 
entre  desquels  la  batterie  peut  recharger. 

Disposant  d'une  grande  réserve  de  capacité  dans  ce  cas,  la  batte- 
rie pourrait  être  utilisée  comme  une  batterie-tampon.  Elle  aurait  un 
excellent  rendement,  ne  produirait  presque  pas  de  dégagement 
gaz^V^x  en  charge  et  donnerait  lieu  à  des  dépenses  assez  faibles 
d'entretien.  Une  charge  complète  devrait  néanmoins  être  faite  pério- 
diquement, tous  les  soirs,  à  la  rentrée  au  dépôt  par  exemple. 

Sur  la  récupération.  —  Un  avantage  assez  important  de  la  traction 
par  accumulateurs  réside  dans  la  possibilité  de  récupérer  une  cer- 
taine quantité  d'énergie  dans  les  descentes  dont  l'inclinaison,  expri- 
mée en  millimètres  par  mètre,  est  supérieure  au  coefficient  de  trac- 
tion, exprimé  en  kilogrammes  par  tonne.  M  étant  la  masse  totale  en 
tonnes  de  la  voiture,  f  le  coefficient  de  traction,  et  h  Finclinaison  sur 
un  parcours  de  l  mètres,  on  aura  pour  le  travail  récupéré  en  watts- 
heures  : 

9  81 
^  ~  ^'*  Qf'OQ  ^{^  ~  f)^  watts-heures, 

en  supposant  pour  la  batterie  un  rendement  de  0,7  en  énergie.  Le 
coefficient  de  récupération  A,  rapport  entre  l'énergie  récupérée  à  la 
descente  et  celle  dépensée  à  la  montée  sur  une  même  déclivité,  est  : 

Ce  rapport^  est  d'autant  plus  grand  que  la  pente  est  forte  et  que  le 
coefficient  de  traction  est  faible. 

Les  figures  559  et  560  montrent  les  énergies  respectivement  dépen- 
sées et  récupérées  en  pratique  sur  la  ligne  Saint-Denis-Madeleine, 
d'une  part  sur  l'avenue  de  Saint-Ouen,  et  d'autre  part  sur  la  rue  de 
Rome. 

Dans  un  parcours  aller  et  retour  Saint- Denis-Madeleine- Saint- 
Denis,  des  expériences^  ont  montré  qu'avec  une  voiture  de  12  tonnes 

1.  J.  Sarcla,  VIndustrie  électrique,  t.  IV,  p.  521  ;  10  décembre  1895. 

2.  VIndustrie  électrique,  t.  IV,  p.  209;  25  mai  1895. 


870 


LES  ACCUÎtfULATEURS  ÉLECTRIQUEïi 


on  dépensé,  sous  i05  volts,  87,64  ampères-heures,  et  on  récupère 
16,82  ampères-heures.  Alors  que  la  dépense  atteint  0,383  ampère- 
heure  par  tonne-kilomètre  sans  récupération,  elle  descend  à  0,309 
ampère-heure  par  tonne- kilomètre  avec  la  récupération. 


Dépense  mraD^Jtmnac  de  S^Oom. 


TOtdcSOÊÊIb 


Becupéraucn  entente  Becuperatïon  enj)€Ote 

Fio.  559  et  560.  —  Courbes  de  récupération. 

Malheureusement,  l'avantage  très  réel  qu'on  peut  retirer  de  la 
récupération  est  en  partie  compensé  par  les  inconvénients  résultant 
de  la  nécessité  d'employer  dans  ce  cas  des  moteurs  shunt  qui,  comme 
on  le  sait\  dépensent  plus  que  les  moteurs  série  aux  démarrages. 

Pour  cette  raison,  la  récupération  ne  s'est  pas  développée  sur  les 
tramways. 


1.  P.  Bunet,  industrie  électrique,  t.  VIII,  p.  464;  25  octobre  1899. 


CHAPITRE  V 
CHEMINS  DE  FER  A  TRACTION  PAR  ACCUMULATEURS 


Quoiqu'il  n'y  ait  que  peu  d'exploitations  de  chemins  de  fer  par 
accumulateurs,  nous  mentionnerons  ici  les  essais  entrepris  dans  cette 
voie  par  quelques  Compagnies  de  chemin  de  fer. 

Si  elle  était  économique,  la  traction  par  accumulateurs  serait  en 
effet  des  plus  avantageuses,  puisqu'elle  permettrait  l'utilisation  et  des 
voies  et  du  matériel  existant.  Le  calcul  d'une  batterie  de  locomotive 
électrique  se  fait  exactement  comme  celui  d'une  batterie  de  tramway, 
le  coefficient  de  traction  étantalors  beaucoup  plus  faible.  Cependant, 
comme  la  vitesse  est  élevée,  il  y  a  lieu,  en  outre,  de  tenir  compte  de 
la  résistance  opposée  par  le  vent. 

En  appelant  S  la  section  opposée  à  l'air,  en  mètres  carrés,  etv  la 
vitesse  en  mètres  par  seconde,  on  a,  comme  effort  supplémentaire  de 
traction,  environ 

f  =  0,08S  —  kilogrammes 

et,  par  suite,  pour  le  travail  supplémentaire  sur   un  parcours  l  en 
mètres, 

T  =  4É^  0,08S;  ~  watts-heures. 
3600  4 

Parmi  les  premiers  essais,  citons  la  locomotive  construite  vers  1892 
par  la  Compagnie  des  chemins  de  fer  du  Nord,  et  fonctionnant  à 
Taide  d'une  batterie  d'accumulateurs  du  type  T.  E.  M.  installée  sur 
la  locomotive  même. 

La  Compagnie  Paris- Lyon-Méditerranée  possède  actuellement  une 


872  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

locomotive  à  accumulateurs  ^  Ici  la  batterie  est  logée  dans  un  four- 
gon spécial.  Elle  se  compose  de  192  éléments  Fulmen  comportant 
chacun  90  kilogrammes  d'électrodes  et  ayant  une  capacité  de 
i  .000  ampères-heures  au  régime  moyen  de  500  ampères. 

En  outre,  la  locomotive  porte  deux  batteries  de  9  éléments  chacune 
ayant  une  capacité  de  1.500  ampères-heures  au  régime  de  500  am- 
pères et  dont  chaque  élément  renferme  140  kilogrammes  d'élec- 
trodes. Ces  deux  batteries  reliées  en  tension  fournissent  le  courant 
d'excitation  aux  moteurs  et  le  courant  nécessaire  à  la  compression 
de  Tair,  à  Téclairage,  etc.  Elles  peuvent  également  être  utilisées 
pour  actionner  la  locomotive  à  une  faible  vitesse,  de  3  à6  kilomètres 
à  rheure. 

Les  éléments  sont  montés  dans  des  bacs  en  bois  imprégné,  dou- 
blés de  plomb  et  de  celluloïd.  Les  plaques  positives  sont  entourées 
d'une  toile  d'amiante,  puis  d'une  enveloppe  en  celluloïd  perforé.  Les 
négatives  sont  simplement  entourées  d'une  enveloppe  en  celluloïd 
perforé.  Les  plaques  sont  séparées  par  des  baguettes  de  celluloïd. 
Pour  permettre  le  contrôle  des  éléments,  les  bacs  restent  découverts. 

La  batterie  principale,  de  192  éléments,  est  divisée  en  deux  demi- 
batteries  que  l'on  couple  à  volonté  à  l'aide  du  coupleur,  en  quantité 
.  ou  en  tension,  pour  faire  varier  la  vitesse. 

A  la  plus  grande  vitesse  (batteries  en  tension,  moteurs  en  paral- 
lèle), on  atteint  en  palier  une  vitesse  de  100  kilomètres  à  l'heure  avec 
une  charge  remorquée  de  100  tonnes  (non  compris  la  locomotive, 
mais  en  comptant  le  fourgon  à  accumulateurs).  Dans  ces  conditions, 
la  puissance  absorbée  est  d'environ  500  kilowatts.  En  ordre  de 
marche,  la  locomotive  pèse  44,5  tonnes,  et  le  fourgon  à  accumulateurs 
45,8  tonnes. 

Sur  certains  réseaux  de  chemins  de  fer,  on  a  essayé  des  voitures 

automotrices  à  accumulateurs.  La  voiture  des  chemins  de  fer  de 

l'Etat  belge,-',  d'un  poids  de  48  tonnes  à  vide,  renferme  une  batterie 

de  160  éléments  répartis  en  quatre  caisses  disposées  aux  quatre  angles 

de  la  voiture. 

La  Société  italienne  de  la  Méditerranée  a  mis  en  service  sur  la 
ligne  Milan-Monza^  une  voiture  à  quatre-vingt-dix  places,  pesant 
58  tonnes  (sans  les  voyageurs)  et  renfermant  une  batterie  de  130  élé- 
ments. Ceux-ci  sont  logés  dans  deux  caisses  installées  sous  la  voi- 

1.  L'Éleclricité  à  l'Exposition  de  1900:  8' fascicule,  Traction  électrique,  p.  !. 

2.  L'Électricité  à  VEjposition  :  8*  fascicule,  Traction  électrique^  p.  16. 

1.  U Électricité  à  V Exposition  de  1900  :  8*  fascicule,  Traction  électrique,  p.  13. 


CHEMINS  DE  FER  A  TRACTION  PAR  ACCUMULATEURS  873 

ture  entre  les  bogies.  Chaque  élément,  du  type  Hagen,  pèse  103  kilo- 
grammes et  comprend  il  plaques  positives  et  12  négatives.  D*un 
poids  total  de  20  tonnes,  cette  batterie  est  capable  d'assurer  sans 
recharge  deux  parcours  aller  et  retour  entre  Milan  et  Monza,  soit 
50  kilomètres,  à  la  vitesse  moyenne  de  40  kilomètres  à  Theure. 

Nous  donnerons  un  peu  plus  de  détails  sur  l'exploitation  de  la 
ligne  Bologna-San  Felice  (42*'",48),  qui  doit  être  prolongée  jusqu'à 
Poggio-Rusco  (en  tout  60  kilomètres),  et  de  la  ligne  Bologna-Modena 
(37  kilomètres),  appartenant  à  la  Sociela  délie  Strade  ferrate  Meri- 
dionali.  La  première  ligne  possède  des  rampes  maxima  de  50  milli- 
mètres par  mètre,  et  la  seconde,  de  oomillimètres  par  mètre. 

Chaque  voiture  automotrice  renferme  une  batterie  de  288  éléments 
de  la  Société  italienne  Cruto,  renfermés  dans  12  caisses  formant 
trois  sous-batteries  que  Ton  peut  grouper  à  volonté  en  tension  ou 
en  parallèle. 

Chaque  caisse  de  24  éléments  est  divisée  en  4  X  6  cases  par  des 
cloisons  qui  supportent  les  bacs  en  ébonite  à  épaulements  (Voir  la 
description,  p.  722).  Les  figures  561,  562  et  563  montrent  une  caisse 
en  coupe  transversale,  en  coupe  longitudinale  et  en  plan.  Ces  caisses, 
munies  de  ferrures,  sont  logées,  comme  le  représente  la  figure  564, 
dans  le  vide  du  châssis  des  voitures  ;  elles  reposent  sur  des  tra- 
verses en  bois  et  sont  forcées  entre  une  cloison  intérieure  verticale 
(avec  interposition  d'une  bande  de  caoutchouc)  et  un  longeron  exté- 
rieur en  bois.  Les  caisses  touchent  ainsi  la  voiture  qui  les  supporte 
par  l'intermédiaire  de  dix  roulettes,  deux  traverses  en  bois  et  une 
bande  de  caoutchouc.  Les  poulies  et  le  caoutchouc  sont  à  l'abri  des 
intempéries,  car  ils  sont  placés  sous  le  châssis  de  la  voiture  et  les 
traverses  sont,  en  outre,  recouvertes  par  les  couvercles  extérieurs 
des  caisses.  Les  éléments  sont  reliés  entre  eux  par  des  connexions 
en  plomb  soudées.  Les  pôles  extrêmes  de  chaque  caisse  aboutissent 
à  un  tableau  placé  dans  le  fourgon  à  bagages  de  la  voiture  ;  un  volt- 
mètre et  un  commutateur  permettent  de  lire  rapidement  la  tension 
de  chaque  caisse.  Dans  ces  conditions,  si  pendant  la  marche  qui  se 
fait  toujours  avec  les  trois  sous-batteries  en  série,  il  se  produit  une 
interruption  dans  le  circuit  (bac  fuyant,  rupture  de  connexion,  etc.), 
le  wattman,  relié  au  chef  de  train  par  sonnerie  électrique  et  porte- 
voix,  avertit  ce  dernier  qui  recherche  la  caisse  défectueuse  et  l'éli- 
mine du  circuit  ^  Cette  opération  ne  durant  que  quelques  minutes,  il 

1.  Cet  accident,  très  rare,  ne  se  serait  produit  que  deux  fois  sur  188.510  kilo- 
mètres parcourus. 


874 


LES  ACCUMUIATEURS  ÉLECTRIQUES 


n'y  a  pas  d'interraption,  la  voiture  continue  sa  route  avec  1/12  de  la 
tension  en  moins. 

Le    tableau    du  fourgon  sert  aussi  à  découvrir,  après  chaque 
décharge,  les  caisses  qui  renferment  des  éléments  défectueux. 


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FiG.  561.  —  Caisse  d'accuiDulateurs  (coupe  Irans  vers  île). 

En  général,  on  ne  trouve  pas  plus  d'un  ou  deux  éléments  à  vérifier. 
La  caisse  correspondante  s'enlève  très  facilement,  et  les  douze  caisses 


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Fio.  562.  —  Caisse  d'accumulateurs  (coupe  longitudinale). 


J73 


^ 


peuvent  être  sorties  en  moins  de  dix  minutes,  à  l'aide  de  deux 
hommes.  On  ne  sort  complètement  les  caisses  que  pour  renouveler 
toutes  les  plaques.  Pour  la  visite  et  la  charge  après  chaque  décharge, 
on  ne  sort  que  partiellement  les  caisses,  comme  il  est  représenté  en 
figure  56i. 


CHEMINS  DE  PER  A  TRACTION  PAR  ACCUMULATEURS 


875 


jL 


i 


^S^^c^^^i^vvi^fL^i,;;^ 


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Fio.  563.  —  Caisse  d'accumulateurs  (plan). 


FiG.  564.  —  Caisses  d'accumulateurs  sorties  de  leur  logement  sous  la  voiture. 


876  *        LES  ACCUMULATEURS  KI^CTRIQUES 

D'après  M.  Enrico  Bignamî^  par  suite  de  raugmentatîon  de  tra- 
fic sur  ces  lignes  en  exploitation  depuis  deux  ans,  on  aurait  résolu 
de  construire  des  locomotives  à  accumulateurs,  qui  seraient  plus  éco- 
nomiques que  celles  à  vapeur,  d'après  les  résultats  fournis  par  la 
pratique.  Le  tableau  suivant  donne  les  caractéristiques  principales 
dans  les  deux  cas. 

Loeomotire  LocomoUre 

à  Tapeur  éleetrique 

Poids  total  sur  les  roues,  en  tonnes .30                 50 

Effort  de  traction  maximum  (petite  vitesse),  en 

kilogrammes 5.300            5.300 

Puissance  en  chevaux  effectifs,  au  crochet 500               600 

Poids  en  service,  par  cheval  effectif,  en  kilogr.  150               130 

Puissance  de  la  batterie,  en  t^ilowatts 600 

Capacité  de  la  batterie,  décharge  1  heure,  en 

kilowatts-heures 600 

Capacité  de  la  batterie,  décharge  2  heures,  en 

kilowatts-heures 804 

Capacité  de  la  batterie,  décharge  3  heures,  en 

kilowatts-heures 900 

Poids  total  de  la  locomotive,  en  tonnes 70                 80 

La  puissance  de  600  chevaux  permet  de  remorquer  des  trains  de 
plus  de  600  tonnes  à  grande  vitesse  en  palier.  Avec  250  tonnes 
(80  de  locomotive  et  170  de  train),  on  peut  atteindre  les  vitesses  sui- 
vantes en  rampe  : 

40  km  :  h.  pour  une  rampe  de  15  p.  1.000 
:J5  —  —  20      — 

25  —  —  25      — 

20  —  —  30      — 

Pour  la  durée  totale  du  parcours  que  permet  la  batterie,  on 
compte,  d'après  les  résultats  des  lignes  Bologna-Modena  et  Bologna- 
Ferrara,  10  à  il  watts-heures  par  tonne-kilomètre  à  la  vitesse 
commerciale  de  35  kilomètres  à  Theure,  et  14  à  17  watts-heures  à  la 
vitesse  de  60  km.  :  h.,  en  comprenant  26  démarrages  dans  les  résul- 
tats. On  obtient  des  parcours  de  longueur  suffisante  et  comparable  à 
ceux  obtenus  avec  les  locomotives  à  vapeur  ;  sur  le  réseau  italien,  en 
effet,  30  0/0  des  locomotives  à  vapeur  parcourent  moins  de  50  kilo- 
mètres; 75  0/0  ne  dépassent  pas  100  kilomètres;  17  0/0  fournissent 

1.  L Éclairage  électrique,  t.  XXXV,  p.  5;  4  avril  1903. 


CHEMINS  DE  FER  A  TRACTION  PAR  AGCUMULATEL'US  877 

de  100  à  150  kilomètres,  et  enfin  7  0/0  seulement  dépassent  150  kilo- 
mètres. 

Au  point  de  vue  économique,  la  comparaison  est  donnée  par  les 
tableaux  suivants,  relatifs  au  coût  de  la  traction  pour  un  train  de 
200  tonnes. 

Avec  la  locomotive  à  vapeur,  on  a  par  kilomètre-train  : 

Francs 

Combustible 0,543 

Eau 0,009 

Transport  du  combustible 0,042 

Lubrification  et  nettoyage  de  la  locomotive. . .  0,014 
Renouvellement  des  parties  mécaniques  de  la 

locomotive 0,238 

Petit  et  grand  entretien 0,354  ' 


Total  du  roût  par  train-kilomètre.  1,200 

La  locomotive  à  accumulateurs  donne  les  dépenses  suivantes 

Francs 

Énergie 0,200 

Renouvellement  des  plaques 0,360 

Personnel  d'entretien 0,120 

Personnel  de  dépôt  et  lubrification 0,100 

Entretien  des  parties  électriques 0,036 

Renouvellement  des  parties  électriques  de  la 

locomotive 0,040 


Total  du  coût  par  train-kilomètre. .  0,856 

Ces  résultats  montrent  l'avantage  de  la  locomotive  à  accumulateurs 
dans  ce  cas.  Les  prix  relatifs  à  Tentretien  de  la  batterie  supposent 
que  les  plaques  positives  peuvent  elTectuer  400  décharges,  et  les 
plaques  négatives,  près  de  800  décharges. 

On  emploie  également  avec  intérêt  des  voitures  automotrices  à 
accumulateurs  sur  des  lignes  de  chemins  de  fer  secondaires.  C'est 
ainsi  qu'en  Allemagne,  depuis  1897,  on  fait  circuler  sur  la  ligne 
Ludwigshafen-Mandenheim  ^  quatre  voitures  à  accumulateurs,  seules 
ou  avec  remorque.  Les  batteries  placées  sous  les  sièges  ont  une  capa- 
cité de  200  ampères-heures.  La  vitesse  peut  atteindre  52  km.  :  heure. 

La  consommation  dans  des  conditions  favorables  est  de  18  watts- 


1.  L Éclairage  électrique,  t.  XXX,  p.  clxv;  22  mars  1902. 


878  LES  ACCUMUUATEURS  ÉLECTRIQUES 

heures  par  tonne-kilomètre  ;  mais  elle  peut  atteindre  27  watts-heures 
avec  de  forts  vents  debout.  Les  poids  sont  les  suivants  : 

Tonnes 

Voiture  automotrice,  à  vide 11 

Batterie 9,3 

Moteur 4,1 

Total 24,4 

Voiture  remorquée 10 

Poids  total  d'un  train  complet 40 

Ce  système  est  avantageux  lorsque  le  trafic  est  trop  faible  et  les 
distances  trop  longues,  pour  employer  économiquement  le  trolley. 

Les  voitures  à  accumulateurs  suivent  les  trains  express  et  s'ar- 
rêtent aux  stations  que  passent  ceux-ci. 


CHAPITRE  VI 
BATTERIES  D'AUTOMOBILES 


Une  application  qui  a  pris  une  certaine  extension  depuis  cinq  à 
six  ans  est  celle  des  batteries  d'accumulateurs  en  automobilisme. 

Nous  n'avons  pas  à  établir  ici  un  parallèle  entre  les  voitures  à 
pétrole,  à  vapeur  et  les  voitures  électriques,  les  accumobiles,.  comme 
les  appelle  M.  Hospitalier.  Cette  question  est  traitée  dans  de  nom- 
breux ouvrages  spéciaux.  On  sait  que  Taccumobile  est  la  voilure 
idéale,  par  suite  de  sa  simplicité,  de  sa  propreté,  de  sa  douceur  et  de 
sa  sûreté  de  fonctionnement. 

Si  son  emploi  n'est  encore  limité  qu'à  Tautomobilisme  urbain,  c'est 
par  suite,  d'une  part,  du  parcours  réduit  (nous  verrons  plus  loin  qu'il 
ne  dépasse  pas  100  kilomètres)  que  peuvent  procurer  les  accumula- 
teurs et,  d'autre  part,  des  difficultés  de  la  recharge  (absence  de 
postes  de  recharge  ou  de  remplacement  de  batteries  sur  les  routes). 

Dans  certains  cas,  des  considérations  économiques  peuvent  aussi 
donner  la  préférence  aux  voitures  à  pétrole  ou  à  vapeur. 

Quoi  qu'il  en  soit,  Taccumobile  rend  actuellement  de  grands  ser- 
vices dans  les  villes;  elle  est  assez  souvent  employée  en  outre  pour 
le  service  des  châteaux.  Indépendamment  des  voitures  particu- 
lières, on  trouve  aussi  des  omnibus  à  accumulateurs,  des  voitures  de 
livraison,  etc.,  etc. 

Calcul  des  batteries  d'automobiles.  —  Une  batterie  d'automobile  se 
calcule  exactement  comme  une  batterie  de  tramways.  Nous  renver- 
rons donc  au  chapitre  correspondant  de  la  traction  par  tramways. 
Dans  les  formules  établies  dans  ce  chapitre,  il  faudra  donner  au  coef- 
ficient de  traction  une  valeur  beaucoup  plus  considérable  que  pour 


880  lp:s  agcumclateurs  éi.ectriques 

la  traction  sur  rails.  Voici  quelles  sont  les  valeurs  que  Ton  prend 
habituellement  dans  le  cas  de  roues  à  bandages  élastiques  pleins  : 

Natare  du  terrain  Coerfirient   de    traeUon 

eu  kilogT.  par  tonae 

Pavé  de  grès,  en  mauvais  état 60 

Terrain  couvert  d'herbe 50 

Route  empierrée 80  à  460 

Pavé 22 

Asphalte iO  à  45 

Macadam  sec,  en  bon  état 15 

Macadam  défectueux,  sec 48 

Macadam  bon,  mais  mou 20 

Macadam  défectueux  et  mou 22 

Macadam  détrempé 25 


Avec  les  bandages  rigides,  on  peut  compter  10  0/0  en  plus. 

On  voit  combien  la  consommation  est  dépendante  de  la  nature  du 
terrain. 

Si  on  considère  qu'une  automobile  parcourt  des  trajets  essentiel- 
lement variables  et  comme  nature  des  terrains  et  comme  déclivités, 
que,  d'autre  part,  le  nombre  des  démarrages  (dans  les  villes)  est  éga- 
lement très  variable,  on  comprend  que  l'application  des  formules  ne 
conduise  qu'à  des  résultats  approchés  et  pour  lesquels  il  est  néces- 
saire d'appliquer  un  large  coefficient  de  sécurité. 

En  général,  lorsqu'il  s'agit  de  calculer  une  batterie  devant  assurer 
un  parcours  évalué  en  kilomètres  dans  Paris,  on  simplifie  beaucoup 
la  formule  en  réunissant  en  un  seul  terme  tous  les  efforts  de  traction, 
d'après  de  nombreuses  expériences  effectuées  à  Paris.  On  estime 
qu'une  voiture  bien  construite  consomme  en  moyenne  80  watts- 
heures  par  tonne-kilomètre.  On  aura  donc,  en  appelant  M  la  masse 
totale  de  la  voiture  (sans  la  batterie),  œ  la  masse  de  la  batterie,  et  e 
l'énergie  massique  de  celle-ci  exprimée  en  watts-heures  par  kilo- 
gramme d'élément  : 

80  (M  +  3-)  =  1000a:e, 

d'où  on  déduira  cc^  masse  de  la  batterie.  En  pratique,  les  construc- 
teurs adoptent  une  valeur  comprise  entre  23  et  35  0/0  pour  le  rapport 
de  la  masse  de  la  batterie  à  celle  de  la  voiture  en  ordre  de  route. 

Nous  verrons  dans  le  chapitre  suivant  que  les  accumulateurs  indus- 
triels les  plus  légers  ne  permettent  pas  de  dépasser  100  kilomètres 


BATTERIES  D'AUTOMOBILES  88i 

sans    recharge.   Aussi  doit-on    choisir  les    types   d'éléments   qui 
donnent  les  capacités  spécifiques  les  plus  élevées. 

Dans  certains  cas  cependant,  on  peut  avoir  intérêt  à  adopter  des 
plaques  de  capacité  spécifique  plus  réduite,  mais  moins  coûteuses 
d'entretien.  C'est  le  cas  notamment  d'un  service  d'omnibus  à  faible 
parcours  avec  adoption  soit  du  changement  de  batterie,  soit  de  la 
charge  rapide  au  terminus,  comme  cela  se  fait  pour  les  tramvays 
(Berlin  possède  un  service  d*omnibus  avec  charge  rapide  aux  ter- 
minus). 

De  même  pour  une  exploitation  de  fiacres,  il  peut  être  économique 
dans  certains  cas  de  choisir  un  type  d'élément  à  capacité  spécifique 
moyenne,  mais  peu  coûteux  d'entretien  ;  les  voitures  rentrant  alors 
au  dépôt  dans  la  journée  soit  pour  changer  de  batterie,  soit  pour 
charger  rapidement.  Un  examen  minutieux  de  chaque  cas  particulier 
peut  seul  indiquer  le  système  le  plus  avantageux.  On  remarquera 
en  effet  que,  si  chaque  voiture  doit  changer  de  batterie  dans  la  jour- 
née, le  nombre  total  de  batteries  de  l'exploitation  doit  être  plus  élevé, 
il  faut  créer  des  dépôts  spéciaux  et,  en  outre,  les  rentrées  au  dépôt 
donnent  lieu  à  un  certain  nombre  de  kilomètres  haut  le  pied. 

Un  cas  particulier  est  celui  de  la  voiture  mixte  ou  pétroléo-élec- 
trique.  On  sait  que  dans  ces  voitures  la  batterie  n'est  là  que  pour 
aider  le  moteur  à  pétrole  accouplé  avec  la  dynamo,  dans  le  cas  où  la 
puissance  dépasse  la  puissance  moyenne,  et  pour  absorber  l'excédent 
de  puissance  en  se  chargeant,  dans  le  cas  contraire.  Comme  les 
automobiles  à  pétrole,  ces  voitures  peuvent  permettre  des  parcours- 
illimités.  Les  batteries  qui  sont  utilisées  dans  ce  système  n'ont  besoin 
que  d'une  faible  capacité;  elles  fonctionnent  comme  des  batteries- 
tampon.  Aussi  peut-on  choisir  des  éléments  assez  robustes  sans 
élever  par  trop  le  poids.  Le  rapport  entre  le  poids  de  la  batterie  et 
celui  de  la  voiture  reste  plus  faible  que  dans  l'accumobile  ordinaire. 
Sur  la  voiture  Pieper,  par  exemple,  la  batterie  pèse  125  kilogrammes 
pour  une  voiture  de  600  kilogrammes  à  vide. 

Parcours  total  qu'une  accumobile  peut  fournir  sans  rechcœge.  — 
Des  différents  essais  de  consommation  effectués  dans  Paris,  on  peut 
c'onclure  que  la  dépense  moyenne  d'énergie  électrique  est  égale  à 
80  watts-heures  par  tonne-kilomètre.  En  admettant  une  vitesse  de 
marche  de  20  km.  :  heure,  il  en  résulte,  pour  la  puissance  moyenne 
d'une  automobile,  la  valeur  1.600  watts  par  tonne  de  poids  total 
(voyageurs  compris). 

56 


882  LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

Si  nous  déterniinons  maintenant  le  poids  de  la  batterie  par  rapport 
au  poids  total  de  la  voiture  en  ordre  de  route,  nous  trouvons  qu'il 
peut  varier  de  25  à  35  0/0,  selon  le  type  de  la  voilure.  On  a  pu  éle- 
ver très  notablement  cette  proportion  ;  mais,  comme  il  s'agissait 
plutôt  dans  ce  cas  de  voitures  de  course  que  de  voitures  pratiques, 
nous  admettrons  que  la  proportion  35  0/0  n'est  pas  dépassée;  encore 
supposerons-nous  qu'elle  tient  compte  non  seulement  du  poids  des 
éléments,  mais  encore  de  celui  de  la  caisse  qui  les  renferme  ainsi 
que  des  différents  accessoires  :  connexions  et  câbles,  séparateurs  de 
bacs,  etc. 

Dans  le  cas  où  la  batterie  est  tout  entière  renfermée  dans  une 
caisse  unique  suspendue  sous  la  voiture,  voici  quels  sont,  d'après  une 
exploitation  existante,  les  poids  de  ces  différents  accessoires  : 

Caisse  en  bois,  avec  ferrures,  et  couvercles.. . .  95  kg. 

(!^lages  et  séparateurs  divers  entre  les  bacs.. . .  14 

Connexions  (2  par  élément)  et  câbles 9 

Éléments  complets 780 

Poids  total 898  kg. 

le  poids  total  se  rapportant  à  une  voiture  de  2.500  kilogrammes  en 
ordre  de  route,  le  rapport 

QÛQ 

=  0,36 


2500 


concorde  bien  avec  la  proportion  que  nous  admettons  ici. 

Des  poids  détaillés  ci-dessus,  on  peut  déduire,  pour  le  rapport 
entre  le  poids  total  de  la  batterie  montée  dans  sa  caisse  et  le  poids 
des  éléments,  la  valeur  : 

780-''*^' 

Par  tonne  de  voiture  en  ordre  de  route,  nous  pouvons  donc  dispo- 
ser de  350  kilogrammes  de  batterie  montée,  soit  de 

350 

j—  —  304  kilogrammes  d'éléments. 

1,1. i 

Pour  déterminer  la  puissance  massique  rapportée  au  kilogramme  de 
plaques,  il  importe  maintenant  de  connaître  le  coefficient  d'acces- 
soires d'un  élément,  c'est-à-dire  le  rapport  entre  le  poids  total  de 


BATTERIES  D'AUTOMOBILES 


883 


rélément  et  le  poids  de  plaques  de  celui-ci.  Voici  quel  est  ce  coeffi- 
cient, d'après  différents  constructeurs  : 


TYPE  D'ACCUMULATBUK 

COEFFICIENT 
D'ACCESSOIRES 

T.  E.  M.,  Société  pour  le  Travail  électrique  des  métaux. 
B.  G.  S.,  Bouquet,  Garcin,  Schivre 

i,59 
1,49 
1,39 
1,45 
1,60 
1,33 
1,42 
1,36 

Phénix,  type  i900,  à  vase  pereux 

Fulmen 

Max 

Heinz.... 

Pbœbus 

Blot-Fulmen 

On  voit  que  ce  coefficient  est  assez  variable  :  d'une  part,  il  est 
d'autant  plus  élevé  que  les  plaques  sont  plus  légères  ;  d'autre  part^ 
il  varie  surtout  en  raison  de  l'intervalle  laissé  entre  les  plaques  et 
au-dessous  des  plaques.  Lorsqu'il  s'agit  de  plaques  légères,  comme 
celles  imposées  par  l'automobilisme,  et  quand  on  a  en  vue  une  exploi- 
tation économique,  nous  estimons  que  ne  prendre,  par  exemple, 
que  3  millimètres  d'intervalle  entre  les  plaques,  comme  le  font  certains 
constructeurs,  est  tout  à  fait  insuffisant.  Pour  ces  raisons,  il  convient 
d'adopter  environ  1,60  pour  le  coefticient  d'accessoires,  qui  peut  être 
décomposé  comme  suit  :  plaques,  1,00;  bac  en  ébonite,  0,10; 
acide,  0,40;  accessoires  divers  (tasseaux,  séparateurs,  couvercle, 
barrettes  de  plomb),  0,10. 

Il  en  résulte  ainsi  que  le  poids  de  plaques  par  tonne  de  voiture 
devient  : 

^  =^  190  kilog. 

La  puissance  massique  moyenne,  pour  la  vitesse  20  kilomètres  à 
l'heure,  devient  donc  : 


1600 
190  ' 


8,42  watts  par  kilog.  de  plaques, 


et  l'intensité  massique  : 


8,42 


7~  r=  4,44  amp.  par  kilog.  de  plaques, 
1 ,90 


884 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


en  supposant  une  différence  de  potentiel  moyenne  de  1,90  volt  pendant 
la  décharge,  valeur  très  voisine  de  la  moyenne,  quelquefois  un  peu 
dépassée  dans  le  cas  d'éléments  à  plaques  très  légères. 

Nous  pouvons  rechercher  maintenant  quelles  capacités  massiques 
peuvent  donner  à  ce  régime  les  principaux  types  actuellement  exis- 
tants. En  ne  considérant  ici  que  les  accumulateurs  français,  voici 
quelles  sont  ces  valeurs  : 


TYPE  D'ACCUMULATEUR 

mil  n  u  BfciAiGE 

E.\  HBIIRKB 

IKTDISITf  liSSIQIE 
en 

AMP.    :    KIL.    OE    PLAQOES 

Cir4C[Tf  wam 

CORRESPO.XDAKTK 

en 

AMP.-HEL-RBS  :    KI1.0GR. 
r>S   PLA^l'ES 

T.  E.  M.,  Société 
pour   le  Travail 
électrique  desj 
métaux 

B.  G.  S.,  Bouquet, 
Garcin  et  Schivre . 

Phénix,  type  1900, 
à  vase  poreux... 

Fulmen 

Max 

Heinz 

Phœbus 

8 
6 

* 
3 

,. 

8 
6 
5 
4 

H 
i 

*' 

3 

! 

5 

l 

3,04 
3,91 
5,24 

2,29 
4,05 
5,93 

2,20 
2,65 
3,35 
3,86 
4,59 

2,t8 
4,07     • 

1,94 
3,41 
4,93 

2,17 

2,76 
3,59 

2,84 

1,62 

2,97 

4,86 

24,95             1 

23,45 

21,05 

22.90 
20,25 
17,80 

22,00 
21,25 
20,10 
19,.33 
18,35 

19,90 
16,25 

19,40 
17,05 
14,78 

17,55 
16,75 
14,40 

14,06            1 

12,94 

11,86 

9,70 

Blot-Fulmen 

Nous  n'avons  mentionné  dans  ce  tableau  que  les  types  réellement 
industriels  d'accumulateurs  légers   pour  automobiles.   Notons  en 


BATTERIES  D'AUTOMOBILES  885 

passant  que  certains  conslructeurs  sont  capables  de  fabriquer  des 
plaques  d*une  capacité  massique  de  35  à  40  ampères-heures  par 
kilogramme.  Mais,  comme  il  s'agit  de  plaques  à  très  faible  durée, 
leur  emploi  en  automobilisme  ne  peut  être  qu'exceptionnel  (cas  des 
courses  par  exemple). 

Dn  restant  sur  le  terrain  industriel,  le  tableau  précédent  nous 
montre  qu'il  est  possible  de  trouver  des  éléments  capables  de  débiter 
pendant  cinq  heures  au  régime  de  4,44  ampères  par  kilogramme  de 
plaques,  et  donner  ainsi  5  .  4,44  =  22,2  ampères-heures  par  kilo- 
gramme de  plaques,  ce  qui  signifie  que,  dans  les  conditions  ci-dessus 
établies  (35  0/0  du  poids  pour  la  batterie,  et  vitesse  de  20  kilomètres 
par  heure),  il  est  possible  d'avoir  une  accumobite  pratique  capable 
d'effectuer  un  parcours  de  5  .  20  =  100  kilomètres  sans  charge. 

Remarquons  que  le  parcours  augmente  très  vite  lorsqu'on  fait 
croître  la  proportion  de  poids  de  la  batterie  et  qu'on  diminue  la 
vitesse,  par  suite  de  la  propriété  que  possèdent  les  accumulateurs 
d'avoir  une  capacité  assez  rapidement  croissante  quand  l'intensité 
diminue.  Un  calcul  simple  nous  montrerait  ainsi  la  possibilité  de  par- 
cours de  200  à  300  kilomètres  pour  les  voitures  de  courses. 

Pour  nous  en  tenir  à  la  voiture  pratique,  nous  pouvons  dire  que 
le  parcours  de  100  kilomètres  est  largement  suffisant  pour  l'électro- 
mobilisme  urbain,  où  la  moyenne  des  parcours  journaliers  ne  dépasse 
pas  50  kilomètres.  Nous  estimons  cependant  que  cette  réserve,  qui 
peut  paraître  élevée  a  priori^  est  nécessaire  pour  parer,  d'une  part, 
aux  éventualités  d'augmentation  de  consommation  (mauvais  état  de 
la  voie,  par  exemple),  et,  d'autre  part,  à  la  baisse  lente  de  capacité 
des  batteries  pendant  leur  fonctionnement. 

On  pourrait  éviter  cette  diminution  ;  mais  il  faudrait  pour  cela 
consentir  à  des  frais  d'entretien  trop  onéreux,  et  comme  les  plaques 
(les  négatives  principalement)  sont  en  état  d'assurer  un  long  service 
avec  une  capacité  qui  diminue  d'une  façon  graduelle,  mais  lente, 
mieux  vaut  les  utiliser  ainsi  en  partant  d'une  capacité  initiale  très 
supérieure. 

Ces  raisons  rendent  très  difficile  l'emploi  des  plaques  genre 
Planté  dans  les  accumobiles,  à  moins  de  prévoir  un  change- 
ment de  batterie  dans  la  journée,  ce  qui  exige  un  retour  au  dépôt, 
des  frais  supplémentaires  de  manutention,  et  surtout  un  certain 
nombre  de  kilomètres  haut  le  pied  réduisant  d'autant  le  parcours 
utile.  Dans  le  tableau  précédent  en  effet,  toutes  les  plaques  sont  du 
type  à  oxydes  rapportés,  sauf  le  dernier  élément,  dont  les  positives 


886 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


sont  à  grande  surface.  Sa  capacité  spécifique  est  la  plus  faible  et 
atteint  à  peine  10  ampères-heures  au  régime  de  4,44  ampères  par 
kilogramme  de  plaques,  ce  qui  ne  permettrait  dans  les  condition)» 
ci-dessus  qu'un  parcours  de  : 

10 


4,44 


.  20  =  45  kilom. 


Sur  le  montage  des  batteries  d'automobiles.  —  Nous  ne  dirons  rien 
ici  du  montage  des  éléments  qui  a  été  traité  dans  la  deuxième  partie. 
Rappelons  que  les  bacs  sont  toujours  en  ébonite,  le  celluloïd  devant 


Fio.  565  et  j66.  —  Fiacre  de  la  Compagnie  des  Voitures  électromobiles. 

être  proscrit  par  suite  de  son  inilammabilîté  et  du  danger  des  étin- 
celles dans  une  batterie  dont  la  tension  peut  atteindre  110  volts. 
La  fermeture  des  éléments  doit  être  aussi  hermétique  que  possible, 
tout  en  restant  simple  de  façon  à  rendre  faciles  les  opérations  d'en- 
tretien. Le  nombre  d'éléments  d'une  batterie  d'automobile  est  en 
général  compris  entre  40  et  45.  Il  est  déterminé  par  la  tension 
110  volts  dont  on  peut  disposer  pour  la  charge  sur  les  secteurs. 

Les  éléments  sont  montés  de  différentes  façons  sur  la  voiture.  Dans 
le  fiacre  de  la  Compagnie  des  Voitures  électromobiles,  représenté 
en  figures  565  et  566,  les  éléments  sont  montés  dans  une  caisse  indé- 


BATTERIES  D'AUTOMOBILES 


887. 


pendante  suspendue  au-dessous  du  châssis  par  quatre  chaînes  ratta- 
chées au  truck  par  l'intermédiaire  de  ressorts.  Ce  procédé,  qui  a  Tincon- 
vénientde  rendre  la  voiture  peu  élégante,  possède  lavantage  de  per- 
mettre le  remplacement  rapide  d'une  batterie  épuisée  par  une  batterie 
chargée.  C'est  là  un  point  importante  considérer  dans  une  exploila- 


Fio.  567.  —  Coupé  Kriéger. 

tion,  et  c'est  pour  celte  raison  que  la  Compagnie  générale  des  Voi- 
tures de  Paris  a  adopté  ce  système  dans  son  entreprise  de  fiacres 
électriques.  Le  fiacre  utilisé  par  cette  Compagnie  est  le  type  de  la 
Compagnie  française  des  Voitures  électromobiles  représenté  en 
figures  565  et  566.  Les  accumulateurs,  du  type  T,  E.  M.,  pèsent 
750  kilogrammes  pour  un  poids  total  de  voiture  à  vide  égal  à 
2300  kilogrammes. 

Lorsqu'on  recherche  l'élégance,  on  dissimule  les  accumulateurs. 
Dans  le  coupé  Kriéger,  par  exemple  [flg.  567),  et  dans  la  nouvelle 
voiture  de  la  Compagnie  française  des  Voitures  électromobiles,  les 
accumulateurs  sont  répartis  sous  le  siège  du  conducteur  et  sous  le 
siège  des  voyageurs.  Le  montage  et  la  sortie  des  caisses  sont  longs 
et  incommodes. 

Une  autre  disposition,  représentée  en  figure  568,  est  celle  du  cab 
Jeantaud.  Ici  tous  les  éléments  sont  groupés  dans  une  caisse  séparée 
portée  par  l'essieu  avant.  La  batterie,  du  type  Fulmen,  renferme 
44  éléments  et  pèse  405  kilogrammes  pour  un  poids  total  de  la  voi- 
ture égal  à  1410  kilogrammes  (y  compris  les  deux  voyageurs). 

Quelle  que  soit  la  disposition  employée,  il  est  indispensable  de 
prendre  certaines  précautions  dans  le  montage,  de  façon  à  assurer  un 


888 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


isolement  suffisant.  La  caisse  doit  d'abord  être  recouy^erte  de  plu- 
sieurs couches  de  peinture  ou  de  vernis  inattaquables  à  Tacide.  Son 
fond  doit  être  muni  de  rigoles  et  de  trous  permettant  Técoulement 
rapide  de  Tacide  renversé  accidentellement  ou  par  les  projections 
pendant  la  charge.  Les  bacs  ne  doivent  pas  porter  directement  sur 
le  fond  de  la  caisse;  il  est  bon  d'interposer  des  tasseaux  ou  des 
bandes  en  ébonite.  Les  différentes  séries  de  bacs  ne  doivent  pas  se 


Fio.  568.  —  Cab  Jeantaud. 


toucher,  car  il  en  résulterait  des  dérivations  entre  bacs  portés  à  des 
potentiels  différents.  Aussi  doit-on  disposer  entre  ces  rangées  des 
calages  isolants  dont  l'épaisseur  est  limitée  par  le  faible  encombre- 
ment dont  on  dispose  en  général;  dans  certains  cas,  on  choisit  des 
bacs  en  ébonite  qui  portent  sur  deux  de  leurs  faces  des  nervures  ou 
des  aspérités,  de  telle  sorte  que  les  surfaces  de  contact  entre  éléments 
voisins  sont  très  réduites,  ce  qui  atténue  les  perles  possibles  par 
dérivations. 

Pour  réunir  tous  les  éléments  en  tension,  on  peut  adopter  ou  les 
connexions  soudées  ou  les  connexions  boulonnées.  Dans  le  premier 
cas,  les  contacts  sont  parfaits  ;  mais  le  montage  et  le  démontage  sont 
rendus  plus  difficiles  et  nécessitent  l'emploi  de  la  soudure  autogène. 
Dans  le  second  cas,  le  montage  et  le  démontage  sont  simples  et 
rapides;  mais  les  connexions  demandent  un  certain  entrelien. 

Dans  tous  les  cas,  les  connexions  ne  doivent  pas  être  trop  rigides, 
car  elles  casseraient  sous  Tinfluence  des  trépidations.  Une  bonne 
précaution  consiste  à  disposer  des  connexions  doubles  de  façon  à 


BATTERIES  D'AUTOMOBILES  889 

éviter  les  dangers  de  panne  par  rupture  de  connexion.  Avec  une 
batterie  bien  montée,  ces  dangers  n'existent  pas. 

Lorsqu'on  adopte  la  connexion  soudée,  on  donne  une  certaine 
élasticité  en  choisissant  un  câble  de  cuivre  sous  plomb  portant  à  ses 
deux  extrémités  un  oeillet  en  plomb  ;  dans  cet  œillet,  on  engage  le 
téton  porté  par  la  barrette  de  connexion  des' plaques  et  on  elTectue  la 
soudure  autogène.  La  soudure  électrique  est  excessivement  pratique 
dans  ce  cas.  Grâce  à  son  enveloppe  de  plomb,  la  connexion  est  inatta- 
quable. On  a  quelquefois  employé  du  câble  de  cuivre  sous  gaine  en 
caoutchouc;  mais  on  n'évite  pas  ainsi  Tattaque  du  cuivre  qui  peut 
être  rongé  sous  Tenveloppe  sans  qu'on  s'en  aperçoive. 

Le  montage  le  plus  employé  avec  connexion  boulonnée  consiste  en 
lames  de  clinquant  accolées  et  repliées  en  zigzag  de  façon  à  pré- 
senter une  élasticité  aussi  grande  que  possible.  La  connexion  ainsi 
constituée  porte  un  trou  à  chaque  extrémité.  Un  boulon  en  laiton 
passe  dans  ce  trou  ainsi  que  dans  le  trou  correspondant  d'une  queue 
en  plomb  soudée  à  la  barrette  qui  réunit  les  plaques.  Le  serrage  de 
la  connexion  est  effectué  par  des  écrous  et  rondelles.  Afin  de  retarder 
l'attaque  par  l'acide,  on  doit  graisser  ces  connexions  après  le  serrage. 

Des  deux  extrémités  de  la  batterie  partent  les  câbles  de  groupage. 
Ceux-ci  doivent  être  à  isolement  fort  et,  dans  leur  parcours,  on  doit 
les  isoler  aussi  bien  que  possible  de  la  caisse  des  accumula- 
teurs. 

Sur  la  charge  des  batteries  d'automobiles.  —  Les  prescriptions 
générales  données  à  propos  des  batteries  stationnaires  s'appliquent 
ici.  Il  faut  cependant  tenir  compte  de  ce  fait  que  très  rarement  le 
conducteur  d'automobile  sait  ce  qu'a  débité  sa  batterie.  Seul  un 
compteur  de  quantité  ou  d'énergie  pourrait  indiquer  la  décharge  de 
la  batterie;  malheureusement,  les  compteurs  n'ont  pas  donné  de 
bons  résultats  sur  les  voitures,  à  cause  des  trépidations.  Une  indi- 
cation approchée  peut  être  donnée  par  un  compteur  kilométrique. 
Sachant  qu'une  voiture  consomme  en  moyenne  80  watts-heures  par 
tonne-kilomètre,  on  déduit  facilement  du  poids  de  la  voiture  et  du 
parcours  en  kilomètres  la  décharge  de  la  batterie.  Mais  ce  n'est  là 
qu'une  approximation,  puisque,  comme  nous  l'avons  vu,  la 
consommation  est  assez  variable  suivant  les  circonstances. 

Pour  ces  différentes  raisons,  c'est  la  tension  de  la  batterie  qui  doit 
servir  d'indicateur  de  fin  de  charge.  Les  batteries  à  grande  capacité 
spécifique  doivent  être  chargées  lentement.  Au  régime  normal,  la 


890 


LES  ACCUMUIATEURS  ÉLECTRIQUES- 


tension  par  élément  monte  à  2,5  volts  en  moyenne  (valeur  donnée 
exactement  par  le  constructeur  pour  le  type  déterminé)  à  la  fin  de  la 
charge.  On  chargera  donc  jusqu'à  cette  valeur.  De  temps  en  temps  il 
sera  bon  de  prolonger  la  charge  pendant  quelques  heures  a  régime 
plus  lent  (moitié  du  régime  normal,  par  exemple). 

Rappelons  ici  qu'on  a  intérêt,  au  point  de  vue  de  la  conservation 
des  plaques,  à  adopter  pour  une  charge  d'un  temps  déterminé  une 

intensité  décroissante.  Au  dé- 
but de  la  charge,  par  exemple, 
on  peut  adopter  une  intensité 
double  du  régime  normal;  à  la 
fin,  on  laisse  baisser  jusqu'à 
moitié  de  ce  régime. 

Pour  les  voitures  particu- 
lières, la  charge  se  fait,  la 
batterie  restant  sur  la  voiture. 
Comme  le  conducteur  n'est  pas 
toujours  électricien,  il  faut 
rendre  très  simples  les  opéra- 
tions de  mise  en  charge  et 
impossibles  les  fausses  ma- 
nœuvres telles  que  Tinversion 
des  batteries. 

On  a  imaginé  à  cet  effet  des 
coffrets  de  charge  pour  batte- 


^-(^■I, 


Fio.  569.  —  Schéma  du  coffret 
de  charge  T.  E.  M. 


ries  d'automobiles.  Ces  coffrets,  installés  sur  les  secteurs,  renferment 
tous  les  appareils  nécessaires  à  la  mise  en  charge  et  à  la  surveil- 
lance de  cette  charge.  Les  prises  de  courant  sont  telles  que  toute 
erreur  de  pôle  est  rendue  impossible. 

Parmi  les  dispositifs  les  plus  pratiques  employés  pour  la  charge 
des  batteries  d'automobiles,  signalons  le  coffret  de  charge  T.  E.  M. 
de  la  Société  pour  le  Travail  électrique  des  métaux.  La  figure  569 
représente  le  schéma  du  coffret;  les  figures  570  et  571,  ce  coffret 
monté  en  applique,  et  la  figure  572,  les  détails  de  la  prise  de  courant 
à  double  conducteur. 

Des  bornes  de  charge  m  reliées  aux  deux  pôles  de  la  dynamo  ou 
du  secteur,  le  courant  traverse  un  interrupteur  bipolaire  A,  des 
coupe-circuits  /,  un  ampèremètre  c,  un  compteur  de  quantité  a,  un 
rhéostat  g  avec  commutateur  à  curseur  /*,  puis  arrive  à  la  batterie 
par  la  prise  de  courant  universelle  i.  En  outre,  un  voltmètre  d  avec 


BATTERIES  D'AUTOMOBILES 


891 


commutateur  e  à  deux  directions  permet  de  lire  la  tension  du  réseau 
ou  de  la  batterie  en  charge. 

Tous  ces  appareils  sont  enfermés  dans  un  coffret  dont  la  porte  est 
munie  à  la  partie  supérieure  d'une  glace  qui  permet  de  voir  les 
cadrans  de  Tampèremètre  et  du  compteur. 


Fio.  510  et  511.  —  Coffret  de  charge  T.  E.  M. 

Une  lampe  y  peut  s'allumer  automatiquement  lorsqu'on  ouvre  la 
porte  du  coffret. 

La  prise  de  courant  universelle  se  compose  d'un  câble  souple  à 
deux  conducteurs,  enfermé  dans  une  gaine  en  cuir  et  terminé  à  ses 


8 


Fio.  572.  —  Détails  de  la  prise  de  courant  T.  E.  M. 


extrémités  par  deux  raccords  semblables  pouvant  s'emboîter  aussi 
bien  sur  la  prise  de  courant  du  coffret  que  sur  celle  de  la  batterie. 
Chaque  raccord  comprend  deux  tubes  fendus,  en  laiton,  de  diamètres 
différents  et  de  longueurs  inégales,  placés  concentriquement  à  Tinté- 
rieur  d'un  manchon  en  bois  qui  les  protège.  Chacun  de  ces  tubes 


892 


LES  ACCUMUIATEUKS  ÉLECTRIQUES 


porte  une  douille  dans  laquelle  est  soudé  un  conducteur  reliant  les 
tubes  semblables  de  deux  raccords. 

Aux'  extrémités  des  tubes  sont  montées  des  bagues  fendues  en 
acier  qui,  formant  ressort,  resserrent  légèrement  ces  tubes  et 
assurent  un  bon  contact  sur  la  prise  de  courant  fixe.  Celle-ci,  sem- 
blable à  celle  de  la  batterie,  se  compose  d'une  virole  en  laiton  reliée 


FiG.  573.  —  Manœuvre  des  batteries  au  dépôt  d'Aubervilliers. 


au  pôle  négatif  et  assujettie  à  Textérieur  d'une  monture  en  bois  évi- 
dée  intérieurement  et  dans  Taxe  de  laquelle  est  fixée  une  tige  en 
laiton  reliée  au  pôle  positif. 

Le  câble  qui  relie  la  batterie  au  cofTret  passe  sur  le  côté  de  Tenve- 
loppc  à  travers  une  échancrure  fermée  par  un  tampon  mobile. 

Afin  d'éviter  qu'on  retire  le  raccord  sans  ouvrir  le  circuit,  le  man- 
chon en  bois  de  ce  raccord  possède  à  la  partie  inférieure  un  épaule- 
ment  sur  lequel  vient  reposer  la  manette  de  l'interrupteur  lorsque 
celui-ci  est  fermé. 

Lorsqu'il  s'agit  d'une  exploitation  comme  celle  qui  a  été  entreprise 


BATTERIES  D'AUTOMOBILES  893 

il  y  a  peu  années  par  la  Compagnie  générale  des  Fiacres  à  Paris,  les 
batteries  sont  chargées  à  Tusine.  Les  voitures  dont  les  batteries  sont 
déchargées  rentrent  au  dépôt.  Elles  laissent  là  leurs  batteries  épui- 
sées et  repartent  de  suite  avec  de  nouvelles  batteries.  La  figure  573 
montre  comment  se  faisait  au  dépôt  d'Aubervilliers  Tenlèvement  des 
batteries.  La  voiture  rentrant  au  dépôt  venait  se  placer  sous  un 
hangar  abritant  deux  plates-formes  avec  plans  inclinés.  La  voiture 
monte  sur  le  plan  incliné;  un  chariot  sur  rails  est  glissé  sous  la 
batterie  et  vient  se  placer  sur  la  plate-forme  d'un  monte-charge 
hydraulique.  Ce  monte-charge  soulève  la  batterie  que  Ton  détache 
des  chaînes  de  suspension  à  la  caisse.  Puis  on  fait  redescendre  le 
chariot  au  niveau  des  rails,  et  la  batterie  est  ensuite  conduite  avec 
son  chariot  dans  la  salle  de  charge.  Une  manœuvre  inverse  permet' 
de  munir  la  voiture  d'une  batterie  chargée. 

Un  dispositif  du  même  genre  est  employé  à  New- York  pour  les 
fîacres  électriques  ^ 

Sur  rentretien  des  batteries  d'automobiles.  —  Les  prescriptions 
générales  d'entretien  sont  à  peu  près  les  mômes  que  pour  les  batte- 
ries de  tramways.  Le  niveau  du  liquide  dans  les  bacs  doit  être  main- 
tenu toujours  au-dessus  des  plaques.  Si  la  batterie  charge  générale- 
ment 9ur  la  voiture,  il  faut  la  sortir  périodiquement  (une  ou  deux 
fois  par  semaine,  par  exemple,  selon  la  température,  la  charge,  le 
montage,  etc. )^  afin  d'ajouter  de  Teau  dans  les  éléments.  On  profitera 
de  celte  visite  pour  examiner  la  tension  (fin  décharge)  des  différents 
éléments  et  on  s'assurera  ainsi  qu'il  n'y  a  pas  d'éléments  faibles.  Au 
besoin,  pour  mieux  découvrir  ceux-ci,  on  provoquera  une  petite 
décharge  de  quelques  instants  de  la  batterie  sur  un  rhéostat.  Dans  le 
cas  où  un  élément  est  reconnu  faible,  on  doit  le  remplacer  par  un 
élément  de  rechange,  puis  examiner  la  cause  du  mal  (court-circuit, 
insuffisance  de  capacité  des  plaques,  etc.),  et  y  remédier  comme  il  a 
été  indiqué  pour  les  batteries  à  poste  fixe. 

Les  démontages  et  remontages  périodiques  de  toute  la  batterie, 
effectués  en  vue  d'enlever  la  matière  déposée  dans  les  éléments, 
doivent  être  un  peu  plus  fréquents  que  dans  les  exploitations  de 
tramways,  par  suite  de  la  plus  grande  limitation  de  l'encombre- 
ment, qui  oblige  à  ne  prévoir  qu'un  faible  logement  pour  la  matière 
et  à  rapprocher  les  plaques. 


1.  VÉclairage  électrique,  t.  XXII,  p.  88;  20  janvier  1900. 


894  LES  ACCUMUrJLTEURS  ÉLECTRIQUES 

La  durée  des  plaques  est  également  plus  faible,  parce  qu*il  s'agit 
de  plaques  à  plus  grande  capacité  spécifique. 

Lorsque  les  éléments  sont  assemblés  par  des  connexions  en  cuivre 
boulonnées,  il  y  a  en  outre  à  assurer  Tentretien  de  ces  connexion  s  et 
de  ces  boulons,  qui  s'attaquent  rapidement  si  on  ne  prend  pas  le  soin 
de  les  nettoyer  assez  fréquemment  et  de  les  enduire  d'huile,  de  vase- 
line ou  autre  substance  protectrice. 

Pour  examiner  la  question  économique  dans  les  accumobiles,  il 
est  intéressant  de  délerniiner  les  dépcnc>cs  d'entretien  dues  aux  bat- 
teries d'accumulateurs. 

Une  évaluation  exacte  est  très  difficile  à  établir,  puisque,  pour  être 
rigoureux,  il  faudrait  tenir  compte  du  type  d'accumulateur  choisi 
et  aussi  des  conditions  et  de  l'importance  de  l'exploitation  envi- 
sagée. 

Les  dépenses  les  plus  importantes  sont  dues  au  remplacement 
des  positives,  des  négatives  et  des  bacs  en  ébonite,  et  à  la  main- 
d'œuvre  de  démontage  et  remontage  des  batteries. 

De  bonnes  plaques  positives,  de  capacité  spécifique  telle  qu'elles 
permettent  d'obtenir,  dans  les  conditions  exposées  précédemment, 
un  parcours  initial  de  100  kilomètres,  peuvent  facilement  assurer, 
avant  leur  remplacement,  un  parcours  total  de  7.000  kilomètres.  Le 
prix  de  revient  de  ces  plaques,  de  fabrication  économique,  est  de 
1  fr.  30  environ  par  kilogramme.  Pour  les  plaques  négatives,  on  peut 
compter  une  durée  une  fois  et  demie  plus  grande,  soit  10.500  kilo- 
mètres, et  un  prix  de  revient  de  1  fr.  50  par  kilogramme.  La  durée  des 
négatives  pourra  d'ailleurs  augmenter  d'autant  plus  qu'on  se  con- 
tentera d'une  capacité  plus  faible  dans  la  suite. 

La  durée  des  bacs  en  ébonite  est  supposée  ici  égale  à  cinq  années 
et  nous  prenons  comme  prix  de  l'ébonite  10  francs  par  kilo- 
gramme. 

Au  sujet  de  la  main-d'œuvre,  nous  estimons  que  les  batteries 
doivent  être  démontées  et  nettoyées  tous  les  3.50D  kilomètres. 

Dans  ces  conditions,  on  peut  calculer  comme  suit  les  dépenses 
d'entretien  relatives  à  1  tonne  de  poids  total  de  voiture  et  par  kilo- 
mètre, d'après  les  chiffres  donnés  dans  le  chapitre  précédent.  Nous 
admettons  ici  que  le  poids  des  positives  est  égal  à  celuî  des  néga- 
tives. En  réalité,  il  peut  y  avoir  une  petite  différence  en  plus  ou  en 
moins,  d'après  le  nombre  de  plaques  de  l'élément,  car  si  d'un  côté  la 
négative  pèse  un  peu  moins  que  la  positive,  d'un  autre  côté  il  y  a 
toujours  pour  n  positives  n  -f-  1  négatives.  En  moyenne,  on  peut 


BATTERIES  D'AUTOMOBILES  895 

admettre   un  poids  total  égal,  soit  : 

—  =r  95  kilogrammes. 


DÉPENSES   d'entretien 

95  .  i  3 
Plaques  positives '     *     --      0,0177 

95      1  o 
Plaques  négatives '     ''    =:      0,013$ 

Bacs  en  ébonite.  Le  poids  de  bacs  pour  30'»  kitogr.  dV^t^ments  est 

égal,  d'après  ce  que  nous  avons  vu,  à Tïï""^  ~-  '^  kilogr. 

D'où  une  dépense  totale  de  19  .  10  =  190  fr.  en  rlmi  années. 
Si  la  voiture  parcourt  en  moyenne  50  kilomètres  pendant 
environ  3kO  jours  par  an,  la  dépense   par  tonne-kilomètre 

<»«'''«°' r..  340  .50  =     «•'^'-2 

20 
Main-d'œuvre  de  démontage  et  de  remontajze -  =      0,0057 

Total 0,0392 

Nous  ne  tenons  pas  compte  ici  de  Tentretien  des  autres  acces- 
soires, qui  est  très  faible  comparativement  et  qui  peut  être  compensé 
par  la  reprise  des  vieilles  matières  :  plomb,  oxydes,  ébonite. 

On  peut  donc  cjmpter  pour  l'entretien  des  accumulateurs  indus- 
triels à  grande  capacité  spécifique  une  dépense  d^environ  Ofr.  04  par 
tODne*kilomètre  de  voiture  en  ordre  de  marche.  Une  voiture  de 
1.800  kilogrammes  parcourant  en  moyenne  50  kilomètres  par  jour 
donnera  lieu  à  une  dépense  de  : 

l,8r.  40  .  0,05  =  3,60  francs  environ  par  jour 

pour  l'entretien  de  la  batterie. 

Ces  valeurs  sont  loin  d'être  absolues  ;  elles  donnent  seulement  une 
approximation  ;  d'ailleurs  la  façon  de  conduire  la  voiture,  qui  influe 
sur  la  consommation  par  tonne-kilomètre,  influe  également  sur  la 
durée  de  la  batterie.  De  même  la  façon  de  charger  exerce  une  cer- 
taine influence  sur  la  durée  des  plaques  ;  les  batteries  à  grande 
capacité  spécifique  doivent  être  chargées  lentement,  et  il  faut  éviter 
les  fortes  surcharges. 

Comme     dépenses    obtenues    en    pratique,    nous    citerons    les 


896  LES  ACCLMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

chiffres  donnés*  par  la  Compagnie  française  des  Voitures  électromo- 
biles  et  relatifs  aux  voitures  de  grande  remise  effectuant  un  par- 
cours d'environ  50  kilomètres  par  jour.  L'entretien  des  accumulateurs 
revient  là  à  3  fr.  50  par  jour,  soitO  fr.  07  par  kilomètre -voiture,  alors 
que  les  dépenses  totales  journalières  atteignent  0  fr.  46â  par  kilo- 
mètre-voiture. 

Ces  chiffres  concordent  assez  exactement  avec  ceux  donnés  ci- 
dessus  (0  fr.  04  par  tonne-kilomètre],  puisque  dans  ce  cas  la  voi- 
ture pèse  environ  1.800  kilogrammes  en  ordre  de  marche. 

1.  Sencierel  Delasalle,  les  Automobiles  électriques^  p.  13. 


CHAPITRE  Vil 
NAVIGATION  PAR  ACCUMULATEURS 


Les  accumulateurs  sont  employés  pour  la  propulsiou  des  bateaux 
de  plaisance  et  des  bateaux  de  guerre  (sous-marins)  ;  les  applications 
à  la  navigation  industrielle  sont  moins  nombreuses. 

Les  parcours  que  Ton  peut  effectuer  avec  une  batterie  d'accumula- 
teurs, sans  recharge,  sont  d'autant  plus  grands  que  la  vitesse  est 
plus  faible  ;  mais  ils  augmentent  alors  beaucoup  plus  rapidement 
que  dans  le  cas  de  la  traction  sur  route.  C'est  qu'en  effet,  dans  ce 
dernier  cas,  l'effort  de  traction  (sauf  en  ce  qui  concerne  la  résistance 
de  l'air  aux  très  grandes  vitesses)  est  à  peu  près  indépendant  de  la 
vitesse,  tandis  que,  sur  eau,  Teffort  est  proportionnel  au  carré  de  la 
vitesse,  comme  nous  allons  le  voir. 

Calcul  d'une  batterie  pour  bateau.  —  L'effort  F  en  tonnes  à  exer- 
cer sur  un  bateau  pour  le  faire  avancer  à  une  vitesse  V  en  mètres 
par  seconde  dans  des  eaux  larges  et  tranquilles  est  donné  par  la 
formule  ^  : 

F  =  k  -~, 
"^ 

dans  laquelle  A  est  le  maître-couple  (la  plus  grande  section  trans- 
versale de  la  partie  plongée)  en  mètres  carrés;  h  est  un  coefficient 
qui  dépend  de  la  forme  du  bateau  et  qui  varie,  en  général,  de  0,10  à 
0,16  pour  les  bateaux  bien  taillés  pour  la  course.  Lorsque  la  section 
de  l'eau  n'est  pas  très  grande  par  rapport  à  A  (dans  les  canaux 
étroits,  par  exemple),  k  augmente  et  peut  atteindre  et  dépasser  0,20. 

1.  Reynier,  V Accumulateur  volta'lque^  p.  206. 


898  LES  ACCUMCLATEURS  ÉLECTRIQUES 

Pour  un  parcours  total  de  L  mètres,  le  travail  nécessaire  devient  : 
T  =  A  -r —  L  tonnes-mètres, 

ou  encore  T  =:  — :r-;r—  watts-heures. 

/,2 

En  rivière,  Teau  ayant  une  vitesse  propre  r,  on  devra  remplacer  Y 
par  V  ±1  V,  selon  qu'on  montera  ou  descendra  le  courant.  Le  travail 
exprimé  ici  est  le  travail  utile.  Le  travail  que  devra  donner  la  batterie 
sera  plus  grand.  En  appelant  p  le  rendement  du  moteur  électrique, 
avec  sa  transmission  mécanique  (p  est  voisin  de  0,75),  et  p'  le  ren- 
dement des  hélices  (de  bonnes  hélices,  d'assez  grand  diamètre,  ont 
un  rendement  de  0,86),  on  aura  pour  le  travail  à  exiger  de  la  bat- 
terie 

«.       *AV«L 

'  =  7;^' 

le  temps  de  parcours  étant 


Si  on  appelles?  la  masse  de  la  batterie  en  kilogrammes  d'un  type 
d'élément  dont  on  connaît  Ténergie  massique  e  exprimée  en  watts- 
heures  par  kilogramme,  on  aura  pour  la  masse  x  de  la  batterie  : 

j;  .  e  =: r* 

■7,?PP 

Cette  formule  montre  bien  que,  pour  effectuer  un  même  parcours  L, 
la  masse  d'accumulateurs  augmentera  très  rapidement  avec  la 
vitesse,  puisque,  d'une  part,  x  est  proportionnel  à  V*,  et  que,  d'autre 
part,  e,  énergie  massique  de  la  batterie,  diminue  notablement  lorsque 
le  temps  de  décharge  devient  plus  faible. 

Navigation  de  plaisance.  —  Les  avantages  que  retire  la  navigation 
de  plaisance  de  la  traction  par  accumulateurs  sont  les  mêmes  que 
ceux  de  la  traction  électrique  sur  route.  L'absence  de  bruit,  d'odeur, 
de  chaleur  ainsi  quela  simplicité  de  manœuvre  font  de  la  propulsion 
par  accumulateurs  la  navigation  de  plaisance  par  excellence. 


NAVIGATION  PAR  ACCUMULATEURS 


899 


L'inconvénient  actuel  réside  dans  les  difficultés  de  la  recharge,  les 
postes  de  recharge  sur  rivière  étant  très  peu  nombreux. 

Notre  intention  n'est  pas  de  décrire  ici  les  nombreux  types  de 
bateaux  électriques  déjà  construits.  Nous  donnerons  cependant,  en 
figure  574,  la  coupe  du  canot  électrique  Immisch,  qui  montre  le 
logement  le  plus  généralement  employé  pour  les  accumulateurs. 


3 


^^^^^^g_^^— -  ,^.^-,  ^-^.^^  ^  ^■.■.  ...^  ,.,^  ^■...^■■^.^  ^,.^ 


1 


Fio.  574.  —  Canot  Immisch,  à  accumulateurs. 


Ceux-ci  sont  disposés  sous  les  deux  rangées  de  banquettes. 

Sur  la  Tamise  à  Londres,  les  bateaux  de  ce  type  sont  très  nom- 
breux et  la  Compagnie  Woodhouse  et  Rawson  a  réparti  le  long  du 
fleuve  des  stations  de  charge,  comme  celle  représentée  en  figure  575. 


Z  C^urti&î- 


Fio.  575.  —  Station  de  charge  pour  bateaux  électriques,  sur  la  Tamise. 

C'est  une  grande  barque,  qui  peut  être  remorquée  et  qui  renferme 
une  machine  à  vapeur  de  50  chevaux  actionnant  deux  dynamos. 

Sur  la  Sprée,  à  Berlin,  la  navigation  par  accumulateurs  est  égale- 
ment assez  développée. 

Navigation  industrielle.  —  11  n'y  a  guère  eu  que  des  essais  entrepris 
dans  cette  voie.  Signalons  les  expériences  faites  en  1894  sur  la  pro- 
pulsion des   péniches  de  canaux  et  rivières  ^   Les  accumulateurs 


1.  Vlnduslne  électrique,  t.  lîl,  p.  447  ;  10  octobre  1894. 


000  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

étaient  du  type  T.  E.  M.  Nous  mentionnerons  également  les  essais 
de  touage  électrique  dans  les  égouts  de  la  ville  de  Paris.  Le  bateau 
à  toueur  électrique  était  actionné  à  Taide  d'une  batterie  Fulmen  de 
60  éléments  pouvant  débiter  60  ampères  pendant  deux  heures. 

Dans  certains  cas,  la  navigation  par  accumulateurs  électriques 
peut  être  plus  avantageuse  que  celle  à  vapeur.  Lorsqu'il  s'agit,  par 
exemple,  d'un  service  de  bacs,  la  traversée  étant  courte  et  les  arrêts 
relativement  longs,  la  machine  à  vapeur  doit  avoir  une  très  grande 
puissance  et  est  mal  utilisée.  Il  est  plus  économique  alors  de  monter 
un  groupe  électrogène  de  plus  faible  puissance  qui  marche  toujours 
à  pleine  puissance,  soit  pour  charger  une  batterie  d'accumulateurs, 
soit  pour  débiter  en  parallèle  avec  celle-ci  sur  le  moteur  électrique 
entraînant  l'hélice. 

Navigation  sous-marine.  —  Dans  les  sous-marins,  on  emploie  uni- 
quement la  traction  électrique  par  accumulateurs  (du  moins  pour  le 
fonctionnement  en  immersion),  tous  les  autres  modes  de  propulsion 
étant  impossibles,  puisqu'ils  fonctionnent  avec  combustion  et  perte 
de  poids,  ce  qui  est  inadmissible  pour  l'habitabilité  et  la  flottabilîté. 

Certains  sous-marins  ne  possèdent  que  la  propulsion  par  moteurs 
électriques  et  accumulateurs.  Comme  les  parcours  sont,  ainsi  que 
nous  l'avons  vu,  forcément  limités,  ces  sous-marins  n'ont  qu'un  rayon 
d'action  assez  faible  et  ne  peuvent  s'éloigner  à  de  grandes  distances 
de  leur  poste  de  charge. 

Dans  d'autres  types,  qu'on  appelle  sous-marins  autonomes,  la  pro- 
pulsion électrique  par  accumulateurs  n'est  employée  qu'en  immer- 
sion. A  la  surface,  le  sous-marin  utilise  la  puissance  d'un  moteur  à 
vapeur,  qui  sert  en  même  temps  à  effectuer  la  recharge  de  la  bat- 
terie. 

Nous  avons  étudié  dans  les  descriptions  (Voir  notamment  les 
figures  232,  233  et  234)  différents  types  d'accumulateurs  pour  sous- 
marins.  Ces  accumulateurs  sont,  en  général,  montés  dans  des 
bacs  en  cbonlte  introduits  dans  des  caisses  en  bois  consolidées 
par  des  armatures  extérieures.  La  fermeture  doit  être  aussi  her- 
métique que  possible  :  en  effet,  le  bateau  peut  dans  certains  cas 
être  assez  fortement  incliné,  et  il  importe  d'éviter  les  renversements 
d'acide.  Des  bouchons  spéciaux  que  l'on  peut  retirer  au  moment  de 
la  mise  en  charge  permettent  le  dégagement  gazeux. 

Pendant  cette  opération  de  la  charge,  il  est  très  important  de 
prendre  des  dispositions  (ventilateurs  électriques  par  exemplei  en 


NAVIGATION  PAR  ACCUMULATEURS 


901 


vue  de  la  ventilation  du  bateau.  L'encombrement  étant  limité,  l'at- 
mosphère du  bateau  ne  tarderait  pas  en  effet  à  être  remplie  du  mé- 
lange détonant  hydrogène-oxygène  que  la  moindre  étincelle  suffirait 
à  faire  exploser. 

Les  plaques  de  même  polarité  d'un  élément  sont  réunies  soit  par 


Fir..  :il6.  —  Sous-marin  Goubet  n' \. 


soudure  à  une  barrette  en  plomb,  soit  par  un  boulon.  Dans  ce  der- 
nier cas,  les  queues  des  plaques  traversent  le  couvercle  par  un  joint 
étanche  et  le  boulonnage  est  extérieur,  ce  qui  diminue  les  chances 


Fio.  577.  —  Sous-marin  Gymnote. 

d'attaque  des  boulons;  les  connexions  de  bac  à  bac  sont  serrées  sur 
ces  mêmes  boulons.  Lorsque  les  plaques  sont  soudées  à  une  barrette 
en  plomb,  celle-ci  se  trouve  sous  le  couvercle,  qui  n'est  alors  traversé 
que  par  un  téton  en  plomb  portant  une  tige  filetée  qui  permet  de 
boulonner  la  connexion  extérieurement. 

Les  capacités  spécifiques  que  Ton  exige  de  ces  éléments,  tout  en 
restant  assez  élevées,  ne  sont  pas  aussi  grandes  que  celles  des  élé- 
ments d'automobiles  ;  mais  la  durée  est  plus  longue.  A  ce  propos,  il 


902  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

est  intéressant  de  signaler  ici  les  résultats  d'un  Concours  d'Accumu- 
lateurs pour  sous-marins,  concours  effectué  en  1901-1902  par  la  Ma- 
rine française  ^  D'un  poids  maximum  de  225  kilogrammes,  les  élé- 
ments devaient  débiter  à  660  ampères  et  charger  à  330  ampères.  On 
éliminait  successivement  les  éléments  lorsqu'ils  n'étaient  plus  ca- 
pables de  débiter  une  demi-heure  au  régime  de660  ampères  jusqu'à  la 
tension  minima  1,65  volt.  On  restituait  pendant  la  charge  une  quan- 
tité d'électricité  supérieure  de  50  0/0  à  celle  fournie  pendant  la  dé- 
charge précédente. 

Sur  21  éléments  engagés,  11  étaient  du  type  à  oxyde  rapporté, 
9  avaient  des  positives  genre  Planté  et  des  négatives  à  oxyde  rap^ 
porté  et  1  seul  possédait  positives  et  négatives  genre  Planté. 
Après  251  décharges,  5  éléments  fonctionnaient  encore,  parmi 
lesquels  4  à  positives  et  négatives  du  type  à  oxyde  rapporté  et  1  seul 
à  positives  Planté  et  négatives  à  oxyde  rapporté. 

Ces  essais  montrent  que,  pour  cette  application  spéciale,  les  élé- 
ments à  oxyde  rapporté  paraissent  les  plus  favorables. 

Quant  à  la  disposition  des  éléments  dans  le  bateau,  elle  est  assez 
variable.  Dans  le  Ooubet  n^  1  [fig.  576),  la  batterie  de  30  accumula- 
teurs est  logée  à  l'avant  en  A.  Dans  le  Gymnote  [fig,  577),  la  batterie, 
du  type  T.  E.  M.,  est  située  au  milieu  dans  une  cabine  spéciale  en  A. 

Le  nombre  des  sous-marins  est  actuellement  assez  élevé  et  il  s'ac- 
croît de  jour  en  jour  dans  toutes  les  marines  de  guerre  ;  mais  c'est 
la  France  qui  en  possède  le  plus.  Cette  application  aux  bateaux  sous- 
marins  semble  donc  devoir  se  classer  parmi  les  plus  importantes  des 
applications  des  accumulateurs. 


VÉclairage  électrique,  t.  XXXIl,  p.  229  ;  16  août  1902. 


CHAPITRE  VIII 
SUR  L'AÉROSTATION  PAR  ACCUMULATEURS 


Nous  nous  contenterons  de  signaler  cette  application,  que  les  pro- 
grès eiïectués  en  accumulateurs  pendant  ces  dernières  années 
rendent  actuellement  possible. 

Le  calcul  d'une  batterie  d'accumulateurs  pour  ballon  dirigeable 
peut  se  faire  approximativement  d'après  les  formules  indiquées  par  le 
commandant  Ch.  Renard  ^  pour  les  ballons  allongés  (y  compris  na- 
celle et  filet). 

La  résistance  F  en  kilogrammes  opposée  par  Tair  au  mouvement 
longitudinal  de  Tappareil  est  égale  à  0,0i685D^Y^,  en  appelant  D  le 
diamètre  du  ballon  en  mètres,  et  V  sa  vitesse  en  mètres  par  seconde. 

La  puissance  utile  P„  en  kilogrammètres  par  seconde  est  donc 
0,0i685D2V'  et,  en  faisant  intervenir  le  rendement  de  Thélice,  la 
puissance  P  à  exercer  sur  Tarbre  de  Thélice  devient  égale  à 
0,0326D»V». 

Si  on  appelle  o  le  rendement  du  moteur  électrique  et  de  la  trans- 
mission, Ha  longueur  du  parcours  en  mètres,  x  la  masse  en  kilo- 
grammes de  la  batterie  d'énergie  massique  e  en  watts-heures  par 

kilogramroa   au   régime  de  décharge  t?  (temps   de  décharge   en 

secondes),  on  aura 

9,81  .  0,0326DgV3/ 

3600  p  ~^^' 

d'où  on  déduira  la  masse  x  de  la  batterie. 
1.  Comptes  Rendus  à  V Académie  des  Sciences^  7  décembre  1885. 


CHAPITRE  IX 
ÉCLAIRAGE  ÉLECTRIQUE  DES  VÉHICULES  A  L'AIDE  D'ACCUMULATEURS 


Une  application  assez  importante  des  batteries  d'accumulateurs 
est  celle  de  Téclairage  des  véhicules.  Lorsque  le  véhicule  est  à  trac- 
tion électrique,  les  lampes  sont  alimentées  par  la  source  électrique 
elle-même.  Mais,  dans  tous  les  autres  cas,  que  la  traction  soit  mé- 
canique ou  animale,  l'éclairage  électrique  n*est  industriellement 
possible  que  par  l'emploi  de  batteries  d'accumulateurs. 

C'est  ainsi  que  certaines  voitures  de  maître  ou  de  grande  remise 
sont  munies  d'une  batterie  de  quelques  éléments  (on  prend  souvent 
6  éléments  pour  des  lampes  de  12  volts)  qui  assure  l'éclairage.  On 
éclaire  de  même  certains  tramways.  Dans  ces  cas  les  éléments,  qui 
doivent  être  transportables,  sont  montés  dans  une  caisse  que  Ton 
enlève  pour  la  charge  à  la  fin  du  service. 

Mais  l'application  la  plus  importante,  et  sur  laquelle  nous  insiste- 
rons davantage  ici,  est  celle  de  l'éclairage  électrique  des  trains. 

Avantages  de  réclairage  des  trains  par  accumulateurs.  —  Les 

avantages  de  l'éclairage  électrique  sur  l'éclairage  à  l'huile  sont  in- 
discutables ;  ils  peuvent  se  résumer  comme  suit  :  propreté,  plus 
grande  intensité  lumineuse  sans  échauffement,  possibilité  d'allumage 
et  d'extinction  à  volonté,  moindre  manutention,  constance  de  l'éclai- 
rage, etc. 

Au  point  de  vue  économique,  à  égalité  d'intensité  lumineuse, 
l'éclairage  électrique  peut  être  également  plus  avantageux.  Voici  en 
effet  quelques  chiffres  donnés  à  ce  propos  par  MM.  E.  Sartiaux  et 
C.  Jacquin  *  et  relatifs  à  l'éclairage  adopté  sur  les  chemins  de  fer  du 
Nord,  avec  accumulateurs  du  type  T.  E.  M. 

l.  Bévue  générale  des  chemins  de  fer  (mars  i^9^)  ]'-  VJndustne électrique,  t.  Il, 
p.  234  ;  25  mai  1893. 


ÉCIAIRAGE  ÉUiCTRIQlK  1>KS  VKHICl'LES  A   LAIDK  DACCUMULATJ^'RS    ^OH 

Pour  une  voiture  de  1"  classe,  à  quatre  compartiments  renfer- 
mant chacun  une  lampe  de  10  bougies,  on  compte  comme  prix  d'ins- 
tallation : 

Francs 

16  éléments  à  0  plaques  coBtenusdnns  8  boîtes..  462    » 

4  coffres  fixes  avec  ferrures  et  accessoires i20    » 

2  commutateurs 7    » 

4  supports 30,60 

4  lampes 7,80 

4  contacts 21,60 

Câbles  de  raccordement  et  pose 66    « 

Total 725    » 

La  batterie  peut  alimenter  les  4  lampes  de  10  bougies  (30  watts) 
pendant  trente  heures  et  donner  120  làmpes-heures,  ou  3.G00  watts- 
heures. 

A  la  charge,  en  comptant  un  rendement  en  quantité  égal  à  0,85^ 
il  faut  fournir  à  la  batterie  143  ampères-heures,  soit^  sous  2,4  volts 
par  élément,  5.500  watts-heures. 

A  20  centimes  le  kilowatt-heure,  la  dépense  d'énergie  devient,  par 

lampe-heure  : 

5,5.0,2       ^      .... 
— Ton     ^^     millimes. 

L'entretien  des  accumulateurs,  compté  à  10  0/0  par  an,  pour  un 
éclairage  de  2.190  heures,  donne  lieu  à  une  dépense  de 

46  2 
—     ^ — '  =  5,3  millimes  par  lampe-lieure. 

Le  renouvellement  des  lampes,  en  supposant  une  durée  de 
300  heures,  représente  6,5  millimes  par  lampe-heure. 

L'amortissement  du  capital  à  5  0/0  et  Tintérét  à  4  0/0  représentent 
4,8  millimes  par  lampe-heure. 

La  manutention,  comptée  comme  pour  Thuile,  revient  à  3,3  mil- 
limes par  lampe-heure. 

Les  dépenses  totales  sont  ainsi  égales  à  28,9  millimes  par  lampe- 
heure  de  10  bougies,  tandis  qu'elles  s'élèvent  à  38  millimes  par 
lampe-heure  de  7  bougies  dans  le  cas  de  l'éclairage  à  l'huile. 

En  Allemagne,  d'après  M.  Staberow*,  le  prix   de   revient  de  la 

1.  L'Industrie  électrique,  t.  IV,  p.  302;  2o  juillet  189:i. 


90ê  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

lampe-heure  de  10  bougies  serait  de  34  millimes,  et,  en  ajoutant  un 
dividende  de  4  0/0  et  3  0/0  d'amortissement,  on  arriverait  à  78  mil- 
limes. 

En  Suisse,  sur  le  Jura-Simplon,  d'après  le  D'  Bûttner,  la  lampe- 
heure  de  10  bougies  reviendrait  a  44  millimes. 

Enfin,  les  chemins  de  fer  du  Danemark  arriveraient  au  prix  de 
76  millimes. 

Si  on  compare  avec  le  prix  de  revient  de  Téclairage  au  gaz  riche, 
on  trouve,  d'après  M.  Wallitseeck  ' ,  que  Téclairage  électrique  peut 
être  plus  économique  pour  de  grandes  installations.  L'Administra- 
tion impériale  des  Postes  allemandes,  par  exemple,  donne  pour  1898 
le  prix  de  44  millimes  par  lampe-heure  de  12  bougies  dans  le  cas-  de 
Téclairage  électrique,  et  56  millimes  pour  la  même  quantité  de  lu- 
mière avec  Téclairage  au  gaz  d'huile. 

Depuis  ces  dernières  années,  Tacétyléne  est  devenu  un  concurrent 
plus  sérieux  de  Téclairage  électrique.  Mais,  par  suite  des  dangers 
qu'il  présente,  on  le  mélange  au  gaz  d'huile  (3/4  de  gaz  d'huile  et 
1/4  d'acétylène),  ce  qui  double  le  pouvoir  éclairant  de  ce  dernier. 
Dans  ce  dernier  cas,  l'éclairage  est  cependant  très  souvent  moins 
économique  que  l'éclairage  électrique  par  batterie  et  dynamo,  no- 
tamment sur  les  grandes  voitures  à  éclairage  intense. 

Différents  systèmes  d'éclairage  des  trains.  —  a)  Emploi  des  bai- 
leries  d'accumulateurs  seules,  —  Différents  systèmes  sont  actuelle- 
ment employés  pour  l'éclairage  électrique  des  trains.  Les  plus  impor- 
tants sont  ceux  qui  utilisent  uniquement  les  accumulateurs.  Dans 
quelques  autres  systèmes  on  emploie  à  la  fois  des  dynamos  et  des 
accumulateurs. 

Dans  le  premier  cas,  on  peut  soit  adopter  une  ou  deux  batteries 
pour  le  train  entier,  soit  munir  chaque  wagon  d'une  batterie. 

La  première  méthode  ne  peut  être  employée  que  sur  les  petits 
réseaux  avec  des  trains  qui  ne  changent  pas  souventde  composition, 
n'ont  que  de  petits  parcours  de  nuit  et  dont  les  périodes  de  repos 
sont  assez  longues  pour  permettre  la  recharge  des  batteries. 

Sur  les  chemins  de  fer  de  l'Etat  danois,  cette  méthode  est  actuel- 
lement adoptée  sur  700  voitures  environ. 

Chaque  train  est  muni  de  quatre  batteries,  dont  deux  sont  dispo- 
sées dans  le  fourgon  de  tête,  et  les  deux  autres,  dans  le  fourgon  de 

1.  Zeilschr.  f.  Eleklrotecfin.;  —  Bulletin  des  Ingénieurs   civils^    juillet    1901. 


ÉCLAIRAGE  ÉLECTRIQUE   DES  VÉHICULES    A  L'AIDE  D'ACCUMULATEURS     907 


queue.  Chaque   batterie  comporte  36  éléments  d'une  capacité  de 
130  ampères-heures  pour  une  intensité  de  6  ampères. 

Les  deux  batteries  de  chaque  voiture  débitent  en  parallèle  sur  un 
circuit  particulier,  de 
sorte  que  la  moitié  des 
lampes  installées  dans 
un  wagon  est  alimentée 
par  les  batteries  de  la 
première  voiture,  et 
l'autre  moitié,  par  les 
batteries  de  la  dernière 
voiture. 

Chaque  élément  ren- 
ferme 6  positives  et  7  né- 
gatives montées  dans  un 


Fio.  578.  —  Caisse  de  4  éléments  employée 
sur  les  chemins  de  fer  de  TEtat  danois. 


mHm'^'MKm 


I  h  Bames  de  chcr^ 


i-^'T^ 


bac  d'ébonîte  muni  d'un  couvercle  en  verre.  Chaque  série  de  4  clé- 
ments est  disposée  dans  une 
caisse  en  bois  (Voir  fig,  578) 
munie  extérieurement  des  rails 
de  contact.  En  poussant  ces 
boîtes  dans  les  compartiments 
ménagés  spécialement  sous  la 
voiture,  le  contact  s'établit 
automatiquement  entre  ces 
rails  et  des  ressorts.  Le  poids 
d'une  caisse  de  4  éléments  est 
de  85  kilogrammes,  de  sorte 
que  la  batterie  double  conte- 
nue dans  chaque  voiture  pèse 
1,5  tonne. 

La  figure  579  donne  le  sché- 
ma du  montage.  Comme  on  le 
voit,  les  deux  conducteurs 
positifs  sont  d'un  côté,  pen- 
dant que  les  deux  conducteurs 
négatifs  sont  de  Tautre  côté 
des  wagons.  Chaque  compar- 
timent renferme  2  lampes  de 


i^JÎ  Bornes  dt  cLirp 


FiG.  579.  —  Scliéma  de  montage  des  batteries 
sur  les  chemins  de  fer  de  1  Etat  danois. 

8  bougies  pour  les  !'•  et  2*  classés  et  2  lampes  de  5  bougies  pour  les 
3"  classes.  Chacune  des  lampes  est  branchée  sur  un  circuit  spécial. 


908 


LES  AGCU^MULATEURS  ÉLECTRIQUES 


Pour  éviter  un  travail  inégal  des  deux  batteries  en  parallèle,  on 
dispose  dans  le  circuit  une  petite  résistance  réglable  to.  Une  autre 
résistance  plus  grosse,  \V,  est  placée  dans  le  circuit  général  des 
deux  batteries  et  sert  à  maintenir  constante,  pendant  la  décharge, 
la  tension  aux  bornes  des  lampes.  Ce  réglage  se  fait  à  la  main. 

Les  batteries  sont  fournies  en  partie  par  V  «  Accumulatoren- 
Fabrik  A. -G.  »,  de  Berlin,  et  en  partie  par  la  «  Kôlner  Accumulato- 
ren-Werken  Gottfried  Hagen  »,  de  Kalk,  près  de  Cologne. 

La  recharge  des  batteries  se  fait  en  trois  ou  quatre  heures,  aux 
stations  terminus. 


Fio.  580.  —  Caisse  d'accumulateurs  du  Jura-Simplon. 

Ce  système,  employé  depuis  de  longues  années,  donne  toute 
satisfaction.  Mais  il  convient  de  remarquer  que  les  parcours  sont 
très  courts  et  ne  dépassent  pas  quatre  heures,  tandis  que  les  station- 
nements atteignent  dix  heures,  ce  qui  permet  de  recharger  très 
facilement.  Ce  sont  évidemment  là  des  conditions  exceptionnelles. 

Le  plus  généralement,  on  munit  chaque  voiture  d'une  batterie.  Le 
prix  de  toutes  les  petites  batteries  est  évidemment  un  peu  plus 
élevé  que  celui  d'une  ou  deux  batteries  pour  le  train  entier;  mais  on 
rend  ici  chaque  voilure  indépendante,  ce  qui  est  indispensable  sur 
les  grands  réseaux. 

Deux  cas  sont  à  examiner  selon  que  la  recharge  des  batteries  est 
effectuée  à  Tusine  ou  qu'elle  est  faite  sur  les  voitures  elles-mêmes. 

Citons,  comme  exemple  du  premier  cas,  Téclairage  des  chemins 
de  fer  suisses  du  Jura-Simplon.  Chaque  voiture  est  munie  d'une 
batterie  de  9  éléments  de  125  ampères-heures,  renfermés  dans  une 
caisse  unique  pesant  ainsi  120  à  130  kilogrammes  et  munie  de  con- 
nexions automatiques  par  bandes  en  laiton. 

La  figure  580  représente  la  disposition  de  la  caisse  dans  le  coffre. 
En  B  se  trouve  un  plomb  fusible  logé  dans  un  petit  coffret  fixé  contre 


ÉCUVTRAGE  ÉLECTRIQUE  DES  VÉHICULES  A  LAIDE  D'ACCUMULATEURS     909 


la  paroi  latérale  du  coffre  à  accumulateurs.  D  est  un  compteur  de 
temps,  système  Auberl,  gradué  jusqu'à  trente  heures  et  indiquant 
la  durée  de  Téclairage  depuis  le  début  de  la  décharge. 

Les  batteries  déchargées  sont  enlevées  des  voitures  et  transportées 
à  Tusine  sur  des  chariots  ;  des  batteries  rechargées  sont  introduites 
à  leur  place. 

A  Tusine,  la  charge  se  fait  en  neuf  heures.  Pour  668  voitures 
éclairées  électriquement,  il 
est  nécessaire  de  disposer 
de  1.150  batteries. 

Presque  tous  les  bureaux- 
postes  ambulants  de  TAlle- 
magne  du  Nord  sont  éga- 
lement éclairés  par  ce  sys- 
tème. Les  voitures  postales 
de  12  mètres  de  longueur 
possèdent  2  batteries  de  16 
éléments  chacune;  les  voi- 
tures de  10  mètres  qui 
servent  en  même  temps  de 
fourgon  à  bagages  n'ont 
qu'une  batterie  de  i6  élé- 
ments. Une  batterie  comprend  4  caisses  de  4  éléments.  La  figure  581 
montre  une  caisse  fournie  par  la  fabrique  Bœse  et  C^'.  La  capacité 
des  éléments  est  de  120  ampères-heures. 

Dans  les  anciennes  batteries,  chaque  élément  renfermait  4  posi- 
tives et  5  négatives  ;  les  nouvelles  batteries  sont  montées  à  7  plaques 
seulement. 

I^es  positives  sont  des  plaques  à  grandes  pastilles  de  matière 
active;  les  négatives  sont  du  type  à  grille.  Les  bacs  sont  en  cel- 
luloïd ;  ils  sont  contenus  par  4  dans  une  caisse  en  bois  qui  porte,  à 
la  partie  inférieure,  des  trous  permettant  d'inspecter  l'intérieur  des 
éléments.  Le  poids  total  d'une  batterie  de  4  caisses  (16  éléments)  est 
de  184  kilogrammes  ;  les  batteries  nouvelles  pèsent  seulement 
172  kilogrammes.  La  figure  582  représente  la  disposition  intérieure 
d'une  voiture  ;  l'installation  comprend  7  lampes  de  12  bougies.  La 
batterie  est  logée  sous  une  table. 

Il  y  a,  en  Allemagne,  environ  1.500  wagons-poste  ainsi  installés. 

La  charge  est  effectuée  dans  des  usines  spéciales  aux  stations 
terminus  ;  on  groupe  à  cet  effet  32  éléments  en  tension. 


Fio.  581.  —  Caisse  d'accumulateurs 
des  wagons-poste  allemands. 


910 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


L'entretien  des  accumulateurs  est  efTectué  à  forfait  par  la  Société 
Bœse,  à  raison  de  20  0/0  du  prix  d'achat,  par  an. 

En  France,  l'Administration  des  Postes  possède  un  certain  nombre 
de  bureaux  ambulants  aménstgés  de  la  même  manière  que  les 
wagons-poste  allemands.  Chaque  voiture  possède  2  batteries  de 
32  éléments  ayant  une  capacité  de  180  ampères-heures  et  pesant 
720  à  780  kilogrammes.  Elles  alimentent  24  lampes  de  10  bougies. 
Ces  batteries  sont  de  différents  types,  EHnin,  T.  E.  M.,  Fulmen, 
Oméga,  Champagne. 


fnttm/pteur 


^gi  1.1  ij  Q. 


CiKif>e  ctrcutt  prtnçtpai 


FiG.  582.  ~  Schéma  d'installation*  d'un  wagon-poste  allemand. 

La  Compagnie  des  chemins  de  fer  de  TEst  a  en  service  134  voi- 
tures éclairées  par  accumulateurs.  Chaque  voiture  possède  2  bat- 
teries, comprenant  chacune  3  boîtes  de  4  éléments  de  75  ampères- 
heares,  pesant  de  60  à  70  kilogrammes,  soit  360  a  420  kilogrammes 
par  voiture.  Les  boites  sont  réunies  en  tension  par  des  fiches  rondes 
fendues  que  Ton  introduit  dans  une  douille.  Les  éléments  sont  des 
types  T.  E.  M,,  Pollak,  Tudor. 

Les  lampes  2  lampes  de  6  bougies  par  compartiment  sont 
n^partios  $ur  deux  circuits  ayant  le  négatif  commuiL  Les  batteries, 
calouloes  pour  vingt-deux  heures  d'éclairage,  sont  rechargées  a 
Tusine  de  Paris  où  elles  sont  transportées  par  6  ft>oUes  à  la  fois  sur 
des  chanvtles  suspendues  sur  ressorts. 

Parmi  d'autres  exemples  de  ce  même  procédé,  citons  les  chemins 
de  fer  de  IKlat  hongrois,  le  chemin  de  fer  aatrichîen  du  Nord- 
Kaiser-Ferdinand,  les  chemins  de  fer  italiens  de  la  Méditerranée, 
les  chemins  de  fer  de  l'Adriatique,  les  chemins  de  fer  badois. 

Des  renseiirnemenls  très  complets  ont  été  donnés  par  Ch.  Jacquîn  * 
sur  ces  diîTe rentes  exploitations. 


I.  LE:lii-..:f  rler  ..  ,,.  t.  XXXL  p.  3>!  ;  "î  juin  ï^Krî- 


ÉGLAIRAOB  ÉLECTRIQUE  DES  VÉHICULES  A  L'AIDE  DACCUMUÎ JETEURS     9U 

On  évite  les  manutentions  de  batteries  en  chargeant  celles-ci  sur 
les  voitures  elles-mêmes.  L'éclairage  est  moins  coûteux  que  dans  le 
cas  précédent,  parce  qu'on  évite  les  frais  de  manutention  des  bat- 
teries et  que  le  nombre  total  de  batteries  doit  être  bien  moindre. 
Cependant  un  inconvénient  réside  dans  Timmobilisation  des  trains 
pendant  la  charge  ;  on  atténue  cet  inconvénient  en  chargeant  assez 
rapidement. 

Parmi  les  exploitations  de  ce  genre,  signalons  celle  de  la  Com- 
pagnie des  chemins  de  fer  du  Nord.  Indépendamment  des  trains  de 
Ceinture-Nord,  toutes  les  grandes  voitures  (au  nombre  de  165 
en  1901)  à  bogies  sont  munies  de  Téclairage  par  accumulateurs. 
Chaque  voiture  possède  une  intensité  lumineuse  de  plus  de  200  bou- 
gies. Elle  porte  entre  la  caisse  «et  le  tirant  du  brancard  des  coffres 
pouvant  contenir  2  batteries  de  30  éléments  (les  lampes  sont  à 
55  volts)  ;  mais  on  ne  prend  2  batteries  que  pour  les  longs  trajets 
et  les  services  internationaux.  Deux  réducteurs,  placés  dans  une 
armoire  s'ouvrant  sur  le  couloir,  permettent  de  grouper,  selon  le 
point  de  la  décharge,  28,  29  ou  30  cléments  sur  les  2  batteries 
débitant  en  parallèle.  En  plaçant  les  manettes  sur  une  quatrième 
touche  marquée  charge,  on  réunit  en  tension  les  deux  batteries  pour 
la  charge. 

Les  accumulateurs  sont  du  type  T.  E.  M.  Ils  sont  montés  par 
deux  dans  des  paniers  légers  en  treillis  de  fer  plombé  et  verni. 

D'une  capacité  de  140  ampères-heures,  les  éléments  sont  montés 
dans  des  bacs  en  ébonite  fermés  par  une  feuille  souple  en  caout- 
chouc; ils  sont  groupés  en  tension  par  une  connexion  en  plomb 
soudée. 

Les  paniers,  d'un  poids  de  47  kilogrammes,  reposent  dans  le  coffre 
sur  des  plaques  de  verre  cannelé  qui  les  isolent.  On  les  réunît  en 
tension  à  l'aide  de  connexions  en  câble  sous  caoutchouc,  terminées 
par  une  languette  en  maillechort  peu  oxydable  qui  s'engage  sur  une 
pince  en  métal  semblable,  formant  ressort,  et  fixée  sur  la  barrelte 
de  plomb  reliant  les  plaques  extrêmes  des  paniers. 

Au  lieu  de  15  paniers,  les  voitures  à  deux  essieux  n'en  renferment 
que  8.  Un  coffret  extérieur  renferme  également  un  réducteur  qui 
permet  de  mettre  à  volonté  14,  15  ou  16  éléments  en  tension. 

La  charge  des  trains  se  fait  dans  des  usines  spécialement  aména- 
gées (le  Landy,  Saint-Ouen,  Calais,  Fives-Lille).  La  disposition 
employée  permet  la  charge  de  tous  les  trains,  quel  qu'en  soit  le 
nombre  des  voitures.  Les  prises  de  courant  sont  reliées  au  train  par 


912  LES  ACCUML'LATEURS  ÉLECTRIQUES 

deux  douilles  en  laiton  protégées  par  une  poignée  en  bois  et  présen 
tant  une  cavité  en  forme  de  -f-  pour  le  pôle  positif,  et  de  —  pour  le 
pôle  négatif.  Des  bornes  de  forme  correspondante  se  trouvent  dans 
les  coffrets  des  voitures.  Les  différentes  voitures  sont  réunies  en 
tension  par  des  câbles  volants  terminés  par  des  pfèces  de  même 
forme  que  celles  des  prises  de  courant. 

La  charge  se  fait  à  potentiel  constant  et  dure  environ  trois  heures. 

Tous  les  quinze  jours,  on  examine  les  batteries  sur  les  voitures. 
Tous  les  deux  mois  environ,  les  batteries  sont  retirées  et  examinées 
à  Tatelier. 

Sur  le  chemin  de  fer  de  Ceinture,  tout  le  nouveau  matériel 
(243  voitures  en  1902;  a  élé  muni  de  Téclairage  par  accumulateurs. 
Les  éléments,  du  type  T.  E.  M.,  sont  montés  dans  les  mêmes  condi- 
tions que  sur  le  Nord.  Les  voitures  de  seconde  classe  qui  renferment 
une  lampe  de  10  bougies  par  compartiment,  sont  munies  de  8  paniers 
•  de  2  éléments.  Sur  les  voitures  de  première  classe,  chaque  compar- 
timent possède  2  lampes  de  12  bougies;  aussi  prend-on  une  batterie 
de  30  éléments.  La  charge  se  fait  sur  les  trains  mêmes  en  gare  de 
Courcelles,  dans  les  mêmes  conditions  qu'au  Nord  (charge  à  poten- 
tiel constant,  sous  300  volts  environ  ;  durée,  trois  heures). 

Ici  Téclairage  par  accumulateurs  est  beaucoup  plus  économique 
que  Téclairage  à  Thuile  ou  au  gaz,  parce  que  Téclairage  n'est  pas 
permanent  dans  la  journée  ;  Tallumage  au  passage  sous  les  tunnels 
est  à  la  disposition  du  chef  de  train.  A  cet  effet,  chaque  voiture  pos- 
sède un  interrupteur  commandé  par  un  relais,  tous  les  relais  étant 
réunis  à  une  conduite  générale  qui  permet  de  les  commander  de  Tun 
ou  de  l'autre  des  fourgons. 

La  Compagnie  d'Orléans  a  adopté  ce  même  système  d'éclairage 
sur  toutes  ses  voitures  (112  en  1902)  des  lignes  Paris-Robinson  et 
Paris-Limours  et,  en  outre,  sur  les  voitures  à  couloir  (50  en  190:2) 
des  express. 

Les  accumulateurs  sont,  pour  les  deux  tiers,  du  type  T.  E.  M.  ;  les 
autres  sont  du  type  Oméga.  Chaque  voiture  de  la  ligne  de  Sceaux 
renferme  4  boîtes  de  3  éléments,  disposées  dans  4  coffres  placés 
sous  le  chAssis.  Les  connexions  se  font  automatiquement.  Ces  12  élé- 
ments de  120  ampères-heures  assurent  l'éclairage  de  2  lampes  de 
4  bougies  dans  les  4  compartiments  des  voitures  de  première,  1  lampe 
de  6  bougies  dans  les  6  compartiments  des  voitures  de  seconde, 
1  lampe  de  4  bougies  dans  les  7  compartiments  des  voitures  de 
troisième. 


KCIAIRAGE  ÉLECTRIQUE  DES  VÉHICULES   A  L'AIDE  D'ACCUMULATEURS     913 

Pour  la  charge,  on  réunit  en  tension,  à  Taide  de  câbles,  6  voi- 
tures. La  charge  se  fait  sous  200  volts,  à  la  gare  de  Sceaux  ;  elle 
dure  quatre  heures  environ. 

Sur  les  wagons  à  couloir,  on  emploie  les  mêmes  éléments,  mais 
au  nombre  de  37  ou  38.  La  charge  se  fait  en  gare  de  Paris,  place 
Walhubert. 

Enfin  différentes  autres  Compagnies  emploient  ce  môme  système  ^ 

b)  Emploi  des  batteries  d'accumnlateurs  avec  dynamos,  —  Afin 
d*éviter,  soit  les  manutentions  de  batteries,  soit  Timmobilisation  des. 
voitures  pendant  la  charge,  on  monte  sur  le  train  une  ou  plusieurs 
dynamos  pouvant  effectuer  la  recharge  des   batteries  pendant  la 
marche* 

Dans  certaines  installations,  une  dynamo  unique,  placée  dans  le 
fourgon,  reçoit  son  mouvement  de  Tessieu  ;  la  batterie  est  égale- 
ment disposée  dans  le  fourgon  et  sert  à  l'alimentation  du  train 
entier   (London-Brighton    Railway,   Great  Northern,  Angleterre). 

Dans  d'autres  cas,  la  dynamo  est  actionnée  par  un  moteur  à  vapeur 
soit  sur  la  locomotive,  soit  sur  le  fourgon  avec  la  batterie  d'accu- 
mulateurs (Great  Eastern  Railway,  Compagnie  PuUmann,  Amérique). 

Avec  ces  systèmes,  les  voitures  ne  sont  pas  suffisamment  indé- 
pendantes, et  c'est  dans  bien  des  cas  une  gêne  d'exploitation.  L'in- 
dépendance absolue  des  voitures  est  obtenue  en  montant  sur  chaque 
voilure  une  dynamo  et  une  batterie  d'accumulateurs. 

La  dynamo  est  commandée  par  l'essieu  ;  elle  doit  assurer  l'éclai- 
rage et  la  charge  de  la  batterie  qui  débite  pendant  les  arrêts. 

Des  dispositifs  spéciaux  doivent  être  employés  pour  maintenir 
constante  la  tension  aux  bornes  des  lampes,  quelle  que  soit  la  vitesse 
de  la  dynamo,  d'une  part,  et  l'état  de  la  batterie,  d'autre  part. 

San^  vouloir  décrire  ici  les  nombreux  systèmes  employés  ou  pré- 
conisés^, nous  donnerons  quelques  renseignements  sur  les  plus 
importants. 

Dans  le  système  Stone,  qui  est  employé  en  Angleterre  et  en  Bel- 
gique et  a  été  essayé  sur  l'Ouest  en  France,  la  force  électromotrice 
de  la  dynamo  est  maintenue  constante  par  suite  de  la  constance  de 
la  vitesse  de  cettedynamo,  quelle  que  soit  celle  du  train  (30  à  120  kilo- 

• 

1.  Voir  l'étude  de  Ch.  Jacquin,  r Éclairage  électrique^  t.  XXXI,  p.  348: 
7juiQl902. 

2.  Voir  les   articles  de  Ch.  Jacquin,  VÉclairage  électrique,   t.    XXXI,    p.  428 
21    juia   1902;   —  t.  XXXII,    p.  417;    20   septembre   1902;  —t.  XXXII,    p.  45V, 
27  septembre  1902. 

58 


914 


LES  ACGUMUL.VTEURS  ÉLECTRIQUES 


mètres  à  Theure).  Ce  résultat  est  obtenu  automatiquement  par 
simple  glissement  de  la  courroie  qui  commande  la  dynamo.  Celle-ci 
est  suspendue  au  châssis  de  la  voiture,  de  telle  façon  que  son  poids 
produit  sur  la  courroie  une  composante  de  tension  telle  qu'à  la 
vitesse  de  40  kilomètres  à  Theure,  Teffort  d'adhérence  est  égal  au 
couple  résistant  de  la  dynamo.  A  partir  de  cette  vitesse,  il  y  a  glis- 
sement de  la  courroie  et  la  vitesse  de  la  dynamo  reste  presque 
constante. 


"^Marche  denwtetdejour 
—•ArrSis 

Fio.  583.  —  Schéma 
du  système  Stone. 


m 


A 

hl'f 


M 


u 


. Arrêf 

Marche  denuH 

etcnêrge  cfejoor 

Fio.  584.  —  Schéma 
du  système  Vicarino. 


•UujUJLftJ-ï 


Afarche  de  nuit 

Fio.  585.  —  Schéma 
du  système   Auvert. 


Un  commutateur  spécial  monté  sur  Tarbre  de  la  dynamo  rend  le 
fonctionnement  indépendant  du  sens  de  marche.  La  mise  en  Charge 
de  la  batterie,  quand  la  tension  est  suffisante,  est  effectuée  mécani- 
quement sous  Faction  de  la  force  centrifuge.  En  même  temps,  une 
résistance  est  introduite  dans  le  circuit  des  lampes  pour  compenser 
l'augmentation  de  tension  due  à  la  batterie  en  charge. 

La  figure  583  représente  la  disposition  schématique.  A-  Tarrét,  les 
lampes  L  sont  alimentées  par  la  batterie  A.  A  partir  d'une  certaine 
vitesse,  le  conjoncteur  C  relie  la  dynamo  D  à  la  batterie  A  et  inter- 
cale la  résistance  d'absorption  dans  le  circuit  des  lampes. 

Le  système  Vicarino  est  employé  sur  quelques  voitures  des 
réseaux  de  TÉtat  français,  de  l'Ouest,  de  l'Orléans,  du  Midi,  du 


ÉCLAIRAGE  ÉLECTRIQUE  DES  VÉHICULES  A  LAIDE  DACCUMULATEURS     915 

Paris-Lyon-Médiierranée,  de  TEst,  ainsi  qu'en  Espagne.  La  figure  584 
montre  la  disposition  schématique. 

La  dynamo  D  possède  deux  enroulements,  Fun  en  dérivation,  et 
.  Tautre  traversé  par  le  courant  qui  aîimente  à  la  *fois  les  accumula- 
teurs et  les  lampes.  Ces  deux  enroulements  sont  calculés  de  telle 
façon  que,  lorsque  la  vitesse  de  la  dynamo  s'accélère,  la  tension  aux 
bornes  n'augmente  que  très  légèrement,  le  courant  traversant  l'en- 
roulement  à  gros  fil  désaimantant  les  inducteurs.  Lorsque  la  dynamo 
est  mise  en  mouvement,  elle  s'excite  comme  une  machine  en  dériva- 
tion ;  la  vitesse  devenant  suffisante,  le  conjoncteur  automatique  C 
la  met  en  circuit  avec  la  batterie  et  intercale  en  même  temps  la 
résistance  r  dans  le  circuit  des  lampes.  Dans  le  cas  d'un  change- 
ment de  sens  de  marche,  les  balais  tournent  automatiquement  de  180<^. 

Le  système  Auvertaété  appliqué  sur  le  Paris-Lyon-Méditerranée. 
Il  est  représenté  schématiquement  en  figure  585.  D  est  la  dynamo 
actionnée  par  l'essieu,  C  le  conjoncteur-disjoncteur,  .A  la  batterie 
d'accumulateurs,  R  la  résistance  d'absorption  divisée  en  trois  parties, 
M  un  petit  moteur  destiné  au  réglage.  Ici,  la  résistance  R  est  inter- 
calée par  un  appareil  spécial  distinct  du  conjoncteur-disjoncteur  C. 
Les  trois  parties  de  la  résistance  sont  reliées  à  trois  lames  fiexibles 
en  laiton,  que  l'armature  d'un  électro-aimant  vient  ployer  à  fond  au 
repos,  de  telle  sorte  que  la  résistance  est  en  court-circuit.  L'électro- 
aimant  est  réglé  de  telle  sorte  que  l'attraction  de  son  armature 
commence  lorsque  le  conjoncteur  vient  de  fonctionner  ;  cette  arma- 
ture libère  d'abord  la  première  lame,  ce  qui  introduit  un  tiers  de  la 
résistance.  Les  deux  autres  tiers  sont  introduits  successivement 
lorsque  la  tension  augmente,  par  suite  de  l'augmentation  de  vitesse. 

Un  inverseur  à  bascule  change  les  connexions  entre  la  dynamo  et 
la  batterie  quand  la  marche  change  de  sens. 

Pour  la  régulation  de  la  tension  fournie  aux  accumulateurs,  on 
oppose  à  la  force  électromotrice  de  la  dynamo  une  force  contre- 
électromotrice  progressivement  croissante  avec  la  vitesse.  Celle-ci 
est  obtenue  à  Taided'un  petit  moteur  série  M  intercalé  dans  le  circuit 
principal,  et  dont  l'induit  porte  un  disque  en  bronze  de  15  centi- 
mètres de  diamètre,  sur  lequel  deux  frotteurs  en  charbon  exercent 
une  pression  réglée.  Lorsque  la  conjonction  vient  d'être  faite  (vers 
40  kilomètres  à  l'heure),  le  couple  moteur  est  égal  au  couple  résis- 
tant des  balais,  et  le  moteur  commence  à  tourner.  La  vitesse  du 
moteur  et,  par  suite,  la  force  contre-électromotrice  augmentent 
proportionnellement    à    l'élévation   de   force   électromotrice   de  la 


916 


LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


dynamo,  de  sorte  que  la  tension  appliquée  aux  accumulateurs  reste 
sensiblement  constante. 

Parmi  les  nombreux  autres  dispositifs  également  employés  ou  pro- 
posés, citons  les  systèmes  Mosicowitz  ',  Dick  et  Kull. 

D'une  façon  générale,  ces  différents  systèmes,  pour  fonctionner 
dans  de  bonnes  conditions,  nécessitent  la  présence  de  deux  batteries, 

Tune  qui  débite  seule  sur  les  lampes,  et 
Tautre  en  charge  aux  bornes  de  la  dy- 
namo. Avec  une  seule  batterie,  en  effet,  la 
tension  aux  lampes  ne  reste  pas  suffisam- 
ment constante,  malgré  Tautorégulation. 
La   force  électromotrice   de  la  dynamo 
augmente  un  peu  avec  la  vitesse,  et  il 
peut  en  résulter,  quand  les  éléments  en 
charge  atteignent  2,4  volts,  une  élévation 
de    la    tension    très    préjudiciable    aux 
lampes.  Si  on  veut  éviter  cette  suréléva- 
tion, il  faut  régler  la  dynamo   de  telle 
façon  qu'elle  ne  fournisse   jamais  à  la 
batterie  une  quantité  d'électricité  supé- 
rieure à  celle  qu'elle  fournit  aux  lampes. 
Mais  alors  la  plus  petite  cause  (un  chan- 
gement de  service   par  exemple)   suffit 
pour    provoquer    une    insuffisance    de 
charge  et,  au  bout  de  quelques  jours,  un 
épuisement  de  la  batterie. 
Ces  inconvénients   sont  évités    en  employant    double   batterie, 
d'après  le  schéma  de  la  figure  586.  Par  le  réglage  delà  résistance  R, 
on  peut  s'arranger  de  telle  façon  que  la  batterie  d'éclairage  B  ne 
reçoive  jamais  de  charge,  et  déoliarge  plus  ou  moins  pendant  un 
voyage.  Les  batteries  sont  interverties  à  chaque  voyage. 

On  est  encore  plus  certain  d'éviter  les  variations  de  tension  et  les 
épuisements  de  batteries  en  adoptant  le  système  à  double  batterie 
de  Ch.  Jacquin*. 

Ici  la  permutation  des  batteries  est  effectuée  automatiquement 
toutes  les  heures,  au  moyen,  par  exemple,  d'un  compteur  de  tours 
qui  agit  lorsque  la  dynamo  a  fait  un  certain  nombre  de  tours 
correspondant  à  une  heure  de  marche  moyenne.  On  peut  appliquer 

1.  i:Kclaim(je  êleclrique,  t.  XXXVII,  p.  139;  24  octobre  1903. 

2.  L'Éclairage  électrique,  t.  XXXII,  p.  457  ;  29  septembre  1902. 


..-^Marche  ae  nuit 

Arrêts         . 

Marche  de  jour 

FiG.  rj«6.  —  Schéma 
du  système  à  double  batterie 


ËGIAIRAGB  ÉLECTRIQUE  DES  VÉHICULES  A  L'AIDE  D'ACCUMULATEURS     917 


ce  système  à  la  dîspositîoQ  de  la  figure  586.  Mais  il  est  préférable  de 
séparer  complètement,  d'après  le  schéma  de  la  figure  587,  la  batterie 
d'éclairage  de  celle  de  charge  ;  on  évite  ainsi  la  résistance  et  la 
tension  reste  plus  constante  aux  bornes  des  lampes. 


Accoupfemf^ 

entre 
voitures 


Fio.  587.  —  Différentes  phases.de  permutation  des  deux  batteries. 

La  figure  587  montre  les  différentes  phases  de  la  permutation  des 
batteries,  Féclairage  ne  devant  pas 

être  interrompu  pendant  cette  ma-  /n 

nœuvre. 

Un  autre  avantage  de  ce  système 
est  de  soumettre  au  même  travail  Conduite 

les  deux  batteries.  ^s^nérafe 

Un    autre    dispositif  très    ingé- 


iim«h 


0 


\\\m 


û 


nieux*,  dû  au  D'  Bùltner,  de  Ber- 
lin, consiste  à  munir  chaque  lampe 
d'une  petite  résistance  additionnelle 
semblable  à  celle  des  lampes  Nernst 
et  composée  d'un  fil  de  fer  enfermé 
dans  une  ampoule  d'hydrogène.  On 
calcule  convenablement  le  fil  de  fer 
dont  la  température  et  la  résistance 
croissent  de  manière  à  compenser 
l'élévation  de  tension  de  la  batterie 
de  1,9  à  2,7  volts  et  à  obtenir  ainsi 
une  tension  constante  aux  lampes. 
La  figure  588  représente  la  disposi- 
tion employée  sur  les  trains  de  l'État  prussien.  Ici  il  n'y  a  qu'une 
dynamo  pour  tout  le  train  et  une  batterie  d'accumulateurs  par  voi- 
ture; mais  le  système  peut  être  appliqué  dans  le  cas  où  chaque 


î     t 


FiG.    i>88.    —    Schéma 
du  système  Bûttner. 


i.  L'Éclairage  électrique,  t.  XXXV,  p.  81  ;  18  avril  1903. 


918  •  LES  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 

voilure  est   complètement   indépendante   et  possède  sa   dynamo. 

On  supprime  ainsi  la  résistance  fixe  et  on  obtient  une  tension 
très  constante  par  l'emploi  d^une  seule  batterie.  Le  seul  inconvé- 
nient réside  dans  la  perte  d'énergie  assez  élevée  (30  0/0  environ) 
dans  les  résistances  additionnelles. 

Si  nous  comparons  les  systèmes  à  batteries  seules  et  ceux  à  batte- 
ries  et  dynamos  dans  le  cas  des  voitures  absolument  indépendantes, 
nous  trouvons  que  ces  derniers  sont  les  plus  coûteux  d'installation  ; 
en  revanche,  ils  coûtent  moins  d^entretien. 

Au  point  de  vue  du  choix  des  batteries,  il  y  a  une  grande  diffé- 
rence entre  les  deux  systèmes.  Dans  le  système  par  accumulateurs 
seuls,  on  exige  des  capacités  très  élevées,  avec  décharges  en  vingt 
à  trente  heures  ;  il  convient  donc  d'employer  des  éléments  à  assez 
grande  capacité  spécifique.  Avec  les  systèmes  à  dynamo  et  batterie, 
celle-ci  n'a  jamais  à  débiter  seule  pendant  plus  de  deux  à  trois  heures. 
En  pratique,  on  doit  prendre  une  capacité  au  moins  double  pour 
parer  aux  éventualités.  Mais,  si  on  exige  unB  plus  faible  capacité, 
on  demande  aux  éléments  une  solidité  plus  grande  pour  leur  per- 
mettre de  résister  aux  régîmes  de  charge  plus  élevés  et  aux  sur- 
charges possibles. 


CHAPITRE  X 

mFLAMMATION  ÉLECTRIQUE,  PAR  AGGUHULATEDRS, 
DES  MOTEURS  A  EXPLOSION 


Parmi  les  procédés  utilisés  pour  rinflammaiion  électrique 
du  mélange  gazeux  dans  les  moteurs  à  explosion,  et  principalement 
en  automobilisme,  le  plus  employé  est  celui  qui  consiste  à  actionner 
une  bobine  d'induction  à  Taide  d'une  petite  batterie  d'accumula* 
leurs.  La  disposition  générale 
du  montage  peut  être  repré- 
sentée par  le  schéma  de  la 
figure  589. 

La  batterie  d'accumulateurs 
E  est  reliée,  d'une  part,  au 
primaire  P  de  la  bobine  et» 
d'autre  part,  au  massif  M  de 
la  machine.  Ce  circuit  pri- 
maire est  fermé  à  chaque  tour 
par  une  came  C  placée  sur 
Tarbre  du  moteur.  Le  trem- 
bleur  T  entre  en  fonctionne- 
ment pendant  ce  contact  et  les 
étincelles  produites  par  Ten- 
roulement  secondaire  S  écla- 


FiG.  589.  —  Schéma  d'inflammation 
par  accumuiateurs. 


tent  entre  le  fil  isolé  delà  bougie  B  reliée  au  secondaire  S  et  un  autre 
fil  relié  au  massif  M. 

La  batterie  d'accumulateurs  employée  pour  cet  usage  se  compose 
le  plus  généralement  de  deux  éléments.  Ces  éléments  doivent  être 
montés  dans  une  boîte  très  transportable  et  être  aussi  légers  et 
aussi  peu  encombrants  que  possible.  Comme,  d'autre  part,  les  inten- 


920  LES  ACCUMt*LATEURS  ÉLECTRIQUES 

sites  demandées  par  les  bobines  sont  très  faibles  et  que,  par  suite 
des  longues  périodes  de  repos,  les  décharges  se  font  en  un  temps 
excessivement  long,  les  plaques  qui  conviennent  le  mieux  sont  celles 
à  oxyde  rapporté,  qui,  à  capacité  égale,  sont  beaucoup  plus  légères  et 
moins  encombrantes  que  les  plaques  Planté.  Les  éléments  doivent, 
en  outre,  être  établis  de  façon  à  présenter  aussi  peu  d*actions  locales 
que  possible  ;  ils  doivent,  comme  on  dit,  conserver  leur  charge  pen- 
dant très  longtemps. 

On  construit  actuellement  des  accumulateurs  qui  répondent  par- 
faitement à  ces  desiderata.  Comme  exemple,  nous  citerons  Texpé- 
rience  suivante  faite  sur  un  élément  d'inflammation  d'un  type  T.  E.  M. 
pour  motocyclette.  La  capacité,  de  14,8  ampères-heures  lorsque  la 
décharge  suivait  immédiatement  la  charge,  devenait  14,5  ampères* 
heures  après  un  mois  d'intervalle  entre  la  charge  et  la  décharge.  La 
perte  de  charge  n'a  ainsi  atteint  pendant  ce  mois  que  21  0/0  environ 
de  la  capacité. 

.Le  montage  des  boîtes  d'inflammation  doit  être  fait  avec  le  plus 
grand  soin.  Les  bacs  employés  sont  le  plus  souvent  en  celluloïd.  Il 
n'y  a  aucun  danger  dans  ce  cas,  car  la  faible  tension  employée, 
4  volts,  ne  peut  donner  lieu  à  aucune  dérivation  capable  d'enflam- 
mer le  celluloïd.  On  bénéficie  alors  des  avantages  incontestables  du 
celluloïd  :  facilité  de  fabrication  et  de  collage,  légèreté,  faible  encom- 
brement, transparence. 

Pour  le  montage  des  plaques  dans  les  éléments,  on  prend  les  pré- 
x^autions  que  nous  avons  indiquées  dans  les  descriptions.  Il  est 
indispensable  que  les  éléments  soient  aussi  hermétiques  que  possible 
pour  éviter  les  projections  d'acide.  On  obtient  cette  étanchéité  en 
collant  après  le  bac  le  couvercle  en  celluloïd  qui  ne  laisse  passer  que 
les  deux  prises  de  courant  au  travers  de  joints  en  caoutchouc,  et 
possède  en  son  milieu  un  orifice  de  remplissage  qui  peut  être  obturé 
à  Taide  d'un  bouchon  de  caoutchouc.  Pour  permettre  le  dégagement 
gazeux,  tout  en  évitant  les  projections,  le  bouchon  est  muniau  centre 
d'un  petit  tube  de  verre  ouvert  à  sa  partie  supérieure  et  terminé  en 
bas  par  une  petite  ampoule  perforée  de  quelques  trous  très  fins. 

Les  éléments  sont  montés  soit  dans  des  boîtes  en  bois,  comme  il 
est  représenté  dans  la  figure  590  qui  se  rapporte  à  des  éléments  type 
T.  E.  M.,  soit  dans  des  boîtes  en  tôle  (tôle  plombée,  recouverte  d'an 
vernis  inattaquable),  comme  il  est  indiqué  par  la  figure  591,  quirepré- 
sente  une  boîte  Dinin. 

Des  ouvertures  pratiquées  dans  la  boîte  permettent  d'examiner  le 


Fio.  590.  —  Boîte  d'éléments  d'indammation,  type  T.  E.  M. 


Fio.  o91.  —  Boîte  d'éléments  d'inflammation,  type  Dinin. 


922 


LKS  ACCUMULATEURS  ÉLECTRIQUES 


niveau  du  liquide,  que  Ton  doit  toujours  maintenir,  par  addition  d'eau 
distillée,  au-dessus  des  plaques. 

Lorsque  les  éléments  peuvent  être  soumis  à  des  secousses  très 
violentes  ou  encore  à  de  fortes  inclinaisons,  comme  cela  arrive  sur  les 

motocyclettes  par  exemple, 
pour  éviter  d'une  façon 
absolue  toute  projection 
d'acide,  on  immobilise  le  . 
liquide  le  plus  souvent  à 
Taide  de  silice  gélatineuse 
comme  nous  Tavons  indi- 
qué dans  les  descriptions 
(Voir  p.  533).  On  estime, 
en  général,  que  Timmobili- 
sation  diminue  la  capacité 
de  20  0/0  environ,  pour  les 
régimes  lents  employés 
pour  rinflammation.  ' 

L'entretien  des  accumu- 
lateurs d'inflammation  est 
très  faible  ;  il  se  réduit  au 
nettoyage  des  connexions, 
de  façon  à  éviter  leur  oxy- 
dation, et  au  remplissage 
d'eau  distillée  lorsque  le  ni- 
veau baisse.  On  remarquera 
que,  par  suite  de  la  longueur  des  décharges,  les  plaques  ont  une 
durée  très  grande,  et  les  démontages  pour  enlèvement  du  dépôt 
de  matière  sont  très  espacés. 

Une  question  qui  a  son  importance  est  celle  de  la  recharge  des 
éléments  d'inflammation.  Dans  les  villes,  on  trouve  facilement  des 
maisons  qui  eiTectuent  cette  charge.  Chez  un  particulier,  la  recharge 
peut  être  faite  à  l'aide  de  piles  (trois  piles  au  bichromate  par 
exemple).  Si  on  dispose  du  courant  d'un  secteur,  on  peut  recharger 
à  l'aide  de  petits  transformateurs  rotatifs  spéciaux  ;  mais  un  moyen 
beaucoup  plus  pratique  et  économique  consiste  à  placer  la  boîte 
dans  le  circuit  d'une  lampe.  La  figure  592  représente  deux  éléments 
Dinin  en  charge  d'après  ce  procédé.  Un  bouchon  spécial  de  prise 
de  courant  est  muni  de  deux  fils  souples  que  l'on  peut  relier  aux 
éléments  à  charger  et  d'une  douille  à  baïonnette  destinée  à  recevoir 


Fio.  592.  —  Dispositif  de  recharge 
des  éléments  dMnflamination. 


INFIJIMMATION  ÉLECTRIQUK  PAU  ACCUMULATEURS 


923 


la  lampe  à  incandescence.  Le  circuit  étant  fermé  la  lampe  donne  à 
peu  près  son  intensité  lumineuse  normale  (au  besoin  on  choisit  une 
lampe  à  tension  un  peu  plus  faible,  105  volts  au  lieu  de  110  volts)  et 
les  éléments  se  chargent.  Bien  entendu,  pour  grouper  ceux-ci,  on  se 
sera  d'abord  assuré 'du  sens  des  pôles  (avec  le  papier-pôle  par 
exemple).  Pour  calculer  le  temps  de  charge,  il  suffit  de  savoir  que, 
pour  une  lampe  de  16  bougies  110  volts,  Tintensité  est  d'environ 
0,5  ampère  ;  pour  une  lampe  de  32  bougies  110  volts,  *elle  est  de 
1  ampère  environ.  Avec  ce  dispositif,  on  peut  facilement  donner  une 
petite  charge  tous  les  jours  aux  éléments,  qui,  de  cette  façon,  ne  sont 
jamais  déchargés  à  fond  et  se  conservent  plus  longtemps. 

Lorsqu'il  s'agit  d'éléments  assez  gros,  on  construit  sur  le  même 
principe  de  véritables  rhéostats  de  lampes,  placés  en  tension  avec 
les  éléments,  sous  liO  volts,  et  on  dispose  autant  de  lampes  que  l'on 
veut  charger  de  fois  0,5  ampère. 

Dans  le  tableau  suivant,  nous  avons  réuni  quelques  constantes 
rels^tives  à  différentes  boîtes  de  2  éléments. 


• 

CAPACITÉ 

iiinsioxs  EXTtumtES  ii  u  miti 

POIDS  TOTAL 

TYPE 

eo 

EM      MILLIMÈTRBS 

DE  LA  BOITE 

en 

AMP.-HBURBB 

Hauteur 

Longueur 

Larg-eur 

kilogrammes 

Dinin 

20 

i65 

125 

95 

3,7 

— 

40 

170 

135 

125 

5,8 

— 

60 

225 

175 

120 

10,0 

T.  E.  M. 

20 

210 

129 

60 

3,7 

— 

40 

210 

129 

98 

6,0 

— 

60 

210 

130 

137 

8,9 

— 

80- 

210 

130 

175 

10,9 

Invicta 

40 

180 

150 

115 

7,0 

— 

60 

180 

150 

115 

9,0 

Phénix 

20 

250 

118 

92 

4.6  ' 

— 

40 

250 

154 

120 

■7,7 

— 

60 

250 

190 

140 

10,8 

Max 

23 

170 

115 

70 

2,7 

— 

44 

170 

tl5     * 

lot 

4,8 

— 

58    . 

170 

Un 

15i 

6,2 

75 

170 

115 

190 

7,8 

On  emploie  ordinairement  les  types  de  8  à  20  ampères-heures  pour 
motocyclettes,  de  20  à  30 ampères-heures  pour  motocycles,  dé 40  am- 
pères-heures pour  les  voiturettes,  et  de  60  à  80  ampères-heures  pour 
les  grosses  voitures. 


CHAPITRE  XI 


APPLICATIONS  DIVERSES  DES  PETITS  ACCnMULATEÏÏRS 


De  plus  en  plus  on  tend  à  substituer  les  accumulateurs  aux  pUes 
dans  les  applications  où,  grâce  aux  faibles  intensités  exigées, 
ces  dernières  étaient  encore  employées. 

C'est  ain^i  que  les  bureaux  centraux  télégr^hiques  et  télépho- 
niques possèdent  de  nombreuses  batteries  d'accumulateurs  que  Ton 

recharge  à  Taide  d'un  groupe  spé- 
cial moteur-dynamo.  L'emploi  des 
accumulateurs  est  dans  ce  cas  beau- 
coup plus  pratique  et  économique 
que  celui  des  piles. 

Des  petites  batleries  de  quelques 
éléments  trajisportables  sont  éga- 
lement utilisées  pour  actionner Jes 
bobines  d'in4uction  (expériences  de 
laboratoire,  rayons  de  Rôntgen, 
ondes  hertziennes,  télégraphie  sans 
fil,  etc.),  ou  encore  pour  faire  tour- 
ner de  petits  moteurs  (4)honogra- 
phes,  pianista  électrique,  etc.).  On 
construit  aussi  *  de  petites  lampes 
portatives,  pour  l'éclairage  des  mines  ou  des  caves,  par  exemple. 
La  figure  593  montre  l'aspect  d'une  lampe  Pollak,  d'un  poids  total 
de  1.800  grammes,  et  qui  peut  fournir  une  bougie  pendant  dix  à 
douze  heures.  L'accumulateur  est  logé  dans  le  socle  de  la  lampe. 

L'n  certain  nombre  d'appareils  médicaux  ou  chirurgicaux  sont 
montés  avec  petite  batterie  d'accumulateurs  comme  source  d'énergie 
(électrisation,  galvanocautère,  etc.). 


Fio.  ')93.  —  Lampe  Pollak 
à  accumulateurs. 


FiG.  534*  —  Armoire  rearermaat  line  batleriedc  1.800  voïX^,  type  T.  E.  M, 


9?6  LES  ACCUMULATEURS  éLECTRIQUES 

Noas  ne  dirons  rien  de  particulier  sur  les  éléments  employés,  qui 
sont  en  général  du  même  type  que  les  éléments  d'inflammation. 

Les  petits  accumulateurs  sont  aussi  assez  employés  dans  les 
applications  où  o a  a  besoin  d'une, tension, élevée  et  d'une  faible  in- 
tensité. La  figure  594  représente  une  petite  armoire  renfermant  une 
batterie  du  type  T.  E.  M.  donnant  une  tension  de  1.800  volts.  Les 
éléments  sont  réunis  par  44 en  tension  dans  une  même  balte.  Chaque 
boite,  donnant  une  tension  de  88  volts  et  une  intensité  pouvant 
atteindre  0,2  ampère,  ne  mesure  pas  plus  de  27  centimètres  de 
longueur,  11  centimètres  de  largeur  et  18  centimètres  de  hauteur  ; 
son  poids  ne  dépasse  pas  7  kilogrammes.  C'est  dire  avec  quelle  faci- 
lité on  peut  loger  dans  un  espace  très  réduit  une  batterie  à  haute 
tension.  Dans  la  figure  594,  les  20  boîtes  sont  disposées  sur  des 
tablettes  par  Tinte rmédiaire  d'isolateurs  ;  les  tablettes  sont  elles- 
mêmes  isolées  de  Farmoire.  Les  deux  pôles  de  chaque  boîte  sont 
reliés  à  un  coupleur  que  Ton  voit  à  la  partie  supérieure  et  qui  permet 
d'une  façon  très  simple  de  mettre  en  tension  un  nombre  de  boîtes 
quelconque  pendant  la  décharge  et  de  réunir  en  dérivation  ces  boites 
pendant  la  charge  sur  le  réseau  à  110  volts.  L'isolement  de  ces  boîtes 
est  parfait  et,  malgré  la  haut  tension,  la  charge  des  accumulateurs 
se  conserve  plusieurs  semaines.  La  disposition  adoptée  est  telle  que 
l'entretien  est  négligeable. 

L'application  de  ces  batteries,  d'ailleurs  très  peu  coûteuses,  est  tout 
indiquée  dans  les  laboratoires  scientiGques  et  industriels  quand  il 
s'agit,  par  exemple,  de  recherches  à  haute  tension  continue,  ou  encore 
pour  les  mesures  d'étalonnement  de  voltihètres,  pour  les  mesures 
des  résistances  d'isolement  des  câbles,  etc. 


TOUHS,    lUPRIMERlB    DESLIS    FRERES. 


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